JP3983103B2 - Thin film magnetic head slider and method of manufacturing the same - Google Patents

Thin film magnetic head slider and method of manufacturing the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に対向する媒体対向面と、媒体対向面の近傍に配置された薄膜磁気ヘッド素子とを有する薄膜磁気ヘッド用スライダおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ハードディスク装置の面記録密度の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。薄膜磁気ヘッドとしては、書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドと読み出し用の磁気抵抗効果素子(以下、MR(Magnetoresistive)素子とも記す。)を有する再生ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。MR素子としては、異方性磁気抵抗(Anisotropic Magnetoresistive)効果を用いたAMR素子と、巨大磁気抵抗(Giant Magnetoresistive)効果を用いたGMR素子とがあり、AMR素子を用いた再生ヘッドはAMRヘッドあるいは単にMRヘッドと呼ばれ、GMR素子を用いた再生ヘッドはGMRヘッドと呼ばれる。AMRヘッドは、面記録密度が1ギガビット/(インチ)2を超える再生ヘッドとして利用され、GMRヘッドは、面記録密度が3ギガビット/(インチ)2を超える再生ヘッドとして利用されている。近年は、ほとんどGMRヘッドが利用されるようになってきている。
【0003】
再生ヘッドの性能を向上させる方法としては、MR膜をAMR膜からGMR膜等の磁気抵抗感度の優れた材料に変える方法や、MR膜のパターン幅、すなわち、再生トラック幅やMRハイトを適切化する方法等がある。MRハイトとは、MR素子のエアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ(高さ)をいう。また、エアベアリング面は、薄膜磁気ヘッドにおける磁気記録媒体と対向する面である。
【0004】
一方、再生ヘッドの性能向上に伴って、記録ヘッドの性能向上も求められている。記録ヘッドの性能のうち面記録密度を高めるには、記録トラック密度を上げる必要がある。このためには、記録ギャップ層を挟んでその上下に形成された下部磁極および上部磁極のエアベアリング面での幅を数ミクロンからサブミクロン寸法まで狭くした狭トラック構造の記録ヘッドを実現する必要があり、これを達成するために半導体加工技術が利用されている。また、記録ヘッドの性能を決定する他の要因としては、パターン幅、特に、スロートハイト(Throat Height)がある。スロートハイトは、2つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分、すなわち磁極部分の、エアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ(高さ)をいう。記録ヘッドの性能向上のためには、スロートハイトの縮小化が望まれている。このスロートハイトは、エアベアリング面の加工の際の研磨量によって決定される。
【0005】
このように、薄膜磁気ヘッドの性能の向上のためには、記録ヘッドと再生ヘッドをバランスよく形成することが重要である。
【0006】
高密度記録を可能にする薄膜磁気ヘッドに要求される条件としては、再生ヘッドについては、再生トラック幅の縮小、再生出力の増加、ノイズの低減等があり、記録ヘッドについては、記録トラックの縮小、記録媒体上の既にデータを書き込んである領域にデータを重ね書きする場合の特性であるオーバーライト特性の向上、非線形トランジションシフト(Non-linear Transition Shift)の向上等がある。
【0007】
ところで、ハードディスク装置等に用いられる浮上型薄膜磁気ヘッドは、一般的に、後端部に薄膜磁気ヘッド素子が形成されたスライダによって構成されるようになっている。スライダは、記録媒体の回転によって生じる空気流によって記録媒体の表面からわずかに浮上するようになっている。
【0008】
ここで、図34ないし図38を参照して、従来の薄膜磁気ヘッド素子の製造方法の一例について説明する。なお、図34ないし図37において、(a)はエアベアリング面に垂直な断面を示し、(b)は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【0009】
この製造方法では、まず、図34に示したように、例えばアルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイド(Al23・TiC)よりなる基板101の上に、例えばアルミナ(Al23)よりなる絶縁層102を、約5〜10μm程度の厚みで堆積する。次に、絶縁層102の上に、磁性材料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層103を形成する。
【0010】
次に、下部シールド層103の上に、アルミナ等の絶縁材料よりなる下部シールドギャップ膜104を、例えばスパッタリングにより、例えば100〜200nmの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜104の上に、再生用のMR素子105を、数十nmの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜104の上に、MR素子105に電気的に接続される一対の電極層106を形成する。
【0011】
次に、下部シールドギャップ膜104、MR素子105および電極層106の上に、アルミナ等の絶縁材料よりなる上部シールドギャップ膜107を、例えばスパッタリングによって形成し、MR素子105をシールドギャップ膜104,107内に埋設する。
【0012】
次に、上部シールドギャップ膜107の上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる上部シールド層兼下部磁極層(以下、下部磁極層と記す。)108を、約3μmの厚みに形成する。
【0013】
次に、図35に示したように、下部磁極層108の上に、絶縁膜、例えばアルミナ膜よりなる記録ギャップ層109を0.2μmの厚みに形成する。次に、磁路形成のために、記録ギャップ層109を部分的にエッチングして、コンタクトホール109aを形成する。次に、磁極部分における記録ギャップ層109の上に、記録ヘッド用の磁性材料よりなる上部磁極チップ110を、0.5〜1.0μmの厚みに形成する。このとき同時に、磁路形成のためのコンタクトホール109aの上に、磁路形成のための磁性材料からなる磁性層119を形成する。
【0014】
次に、図36に示したように、上部磁極チップ110をマスクとして、イオンミリングによって、記録ギャップ層109と下部磁極層108をエッチングする。図36(b)に示したように、上部磁極部分(上部磁極チップ110)、記録ギャップ層109および下部磁極層108の一部の各側壁が垂直に自己整合的に形成された構造は、トリム(Trim)構造と呼ばれる。
【0015】
次に、全面に、例えばアルミナ膜よりなる絶縁層111を、約3μmの厚みに形成する。次に、この絶縁層111を、上部磁極チップ110および磁性層119の表面に至るまで研磨して平坦化する。
【0016】
次に、平坦化された絶縁層111の上に、例えば銅(Cu)よりなる誘導型の記録ヘッド用の第1層目の薄膜コイル112を形成する。次に、絶縁層111およびコイル112の上に、フォトレジスト層113を、所定のパターンに形成する。次に、フォトレジスト層113の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。次に、フォトレジスト層113の上に、第2層目の薄膜コイル114を形成する。次に、フォトレジスト層113およびコイル114上に、フォトレジスト層115を、所定のパターンに形成する。次に、フォトレジスト層115の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。
【0017】
次に、図37に示したように、上部磁極チップ110、フォトレジスト層113,115および磁性層119の上に、記録ヘッド用の磁性材料、例えばパーマロイ(NiFe)よりなる上部磁極層116を形成する。次に、上部磁極層116の上に、例えばアルミナよりなるオーバーコート層117を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドのエアベアリング面118を形成して、薄膜磁気ヘッド素子が完成する。
【0018】
図38は、図37に示した薄膜磁気ヘッド素子の平面図である。なお、この図では、オーバーコート層117や、その他の絶縁層および絶縁膜を省略している。
【0019】
次に、図39ないし図43を参照して、従来のスライダの構成と作用について説明する。図39は従来のスライダのエアベアリング面の構成の一例を示す底面図である。この図に示したように、スライダ120におけるエアベアリング面は、磁気ディスク等の記録媒体の回転によって生じる空気流によってスライダ120を記録媒体の表面からわずかに浮上させるために必要な形状に形成されている。なお、図39において、符号121aは凸部を表し、121bは凹部を表している。また、スライダ120の空気流出端(図39における上側の端部)の近傍であってエアベアリング面の近傍の位置には薄膜磁気ヘッド素子122が配置されている。この薄膜磁気ヘッド素子122の構成は、例えば図37に示したようになっている。図39におけるA部が、図37(b)に対応する。
【0020】
スライダ120は、以下のようにして製造される。まず、それぞれ薄膜磁気ヘッド素子122を含むスライダとなる部分(以下、スライダ部分と言う。)が複数列に配列されたウェハを一方向に切断して、スライダ部分が一列に配列されたバーと呼ばれるブロックを形成する。次に、このバーに対して研磨加工を行ってエアベアリング面を形成し、更に、凸部121aおよび凹部121bを形成する。次に、バーを切断して各スライダ120に分離する。
【0021】
図40は、記録媒体140が静止している状態におけるスライダ120と記録媒体140とを示す断面図である。図40において、スライダ120に関しては、図39の40−40線断面で表している。また、図41は、図39における上側から見たスライダ120を示している。
【0022】
図40に示したように、スライダ120の大部分は、例えばアルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイドよりなる基板101で構成されている。スライダ120のうちの残りの部分は、例えばアルミナよりなる絶縁部127と、この絶縁部127内に形成された薄膜磁気ヘッド素子122等で構成されている。絶縁部127の大部分はオーバーコート層117である。
【0023】
図40および図41に示したスライダ120では、下部シールド層103、下部磁極層108、上部磁極チップ110、上部磁極層116等の腐食等を防止するために、エアベアリング面に、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)等を用いた保護層128を形成している。
【0024】
図42は、記録媒体140が停止している状態から回転を開始した直後におけるスライダ120と記録媒体140とを示す断面図である。また、図43は、記録媒体140が回転し、スライダ120が記録媒体140の表面から浮上し、薄膜磁気ヘッド素子122によって記録や再生が行われている状態を表している。スライダ120の浮上時において、スライダ120と記録媒体140との最短距離H11は8〜10nm程度であり、スライダ120の空気流出端と記録媒体140との距離H12は、100〜500nm程度である。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハードディスク装置の性能、特に面記録密度を向上させる方法には、線記録密度を高める方法とトラック密度を高める方法とがある。高性能のハードディスク装置を設計する際には、線記録密度とトラック密度のどちらに重点を置くかによって、記録ヘッド、再生ヘッド、あるいは薄膜磁気ヘッド全体における具体的な方策が異なる。すなわち、トラック密度に重点を置いた設計の場合には、例えば、記録ヘッドと再生ヘッドの双方においてトラック幅の縮小が求められる。
【0026】
一方、線記録密度に重点を置いた設計の場合には、例えば、再生ヘッドにおいて、再生出力の向上や、下部シールド層と上部シールド層との間の距離であるシールドギャップ長の縮小が求められる。線記録密度に重点を置いた設計の場合には、更に、記録媒体と薄膜磁気ヘッド素子との間の距離(以下、磁気スペースと言う。)の縮小が求められる。
【0027】
磁気スペースの縮小は、スライダの浮上量の縮小によって達成される。磁気スペースの縮小は、再生ヘッドにおける再生出力の向上に寄与する他に、記録ヘッドにおけるオーバーライト特性の向上に寄与する。
【0028】
以下、磁気スペースを縮小する場合における問題点について説明する。従来、スライダ120のエアベアリング面の研磨は、例えば、ダイヤモンドスラリーを用い、回転するスズ定盤上で行っていた。
【0029】
ところで、スライダ120を構成する複数の材料には硬度に差がある。例えば、基板101に使用されるセラミックス材であるアルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイドと、下部シールド層103、下部磁極層108、上部磁極チップ110、上部磁極層116等に使用される磁性材料、例えばNiFeと、絶縁部127に使用されるアルミナとで硬度を比較すると、アルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイドの硬度が最も大きく、NiFeの硬度が最も小さく、アルミナの硬度はアルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイドの硬度とNiFeの硬度の中間である。
【0030】
このように互いに硬度の異なる複数の層を含むスライダ120を、研磨剤としてダイヤモンドスラリーを用いてスズ定盤上で研磨すると、硬度の異なる複数の層の間で段差が生じることがあった。例えば、図40に示したように、絶縁部127と基板101との間では、基板101に対して絶縁部127が引っ込むように段差が生じる。この段差の大きさRは、例えば3〜5nmである。また、図示しないが、NiFe等の磁性材料よりなる層、例えば上部磁極層116と絶縁部127との間では、絶縁部127に対して上部磁極層116が引っ込んだ状態で1〜2nm程度の段差が生じる。これらの段差は、磁気スペースの縮小を妨げていた。
【0031】
このように、従来の薄膜磁気ヘッドでは、スライダ120のエアベアリング面において、薄膜磁気ヘッド素子122に対応する部分が他の部分よりも引っ込んだ状態で段差が生じることから、磁気スペースを縮小することが困難であり、その結果、記録密度を向上させることが難しいという問題点があった。
【0032】
また、従来の薄膜磁気ヘッドでは、上述のように、磁気スペースを縮小することが困難であることから、特に、再生ヘッドにおける再生出力の向上や半値幅の縮小といった再生ヘッドの特性の向上を十分に図ることができなかった。そのため、従来は、高密度記録用のハードディスク装置のエラーレートが高くなり、ハードディスク装置の歩留りが低くなるという問題点があった。
【0033】
一方、磁気スペースを縮小してゆくと、スライダと記録媒体との衝突が生じやすくなり、記録媒体や薄膜磁気ヘッド素子の損傷が生じやすくなる。これを防止するには、記録媒体の表面の平滑性を高めることが必要になる。しかし、記録媒体の表面の平滑性を高めると、スライダと記録媒体との吸着が生じやすくなる。その結果、記録媒体が停止して、スライダが記録媒体に接触している状態から、記録媒体が回転を開始したときに、スライダが記録媒体から離れにくくなるという問題点がある。
【0034】
従来は、スライダと記録媒体との吸着を防止するために、スライダのエアベアリング面にクラウンやキャンバを形成していた。クラウンとは、図40に示したように、スライダ120の長手方向において緩やかに湾曲した凸面を言う。キャンバとは、図41に示したように、スライダ120の幅方向において緩やかに湾曲した凸面を言う。クラウンにおける高低差C1は、10〜50nm程度である。また、キャンバにおける高低差C2は、5〜20nm程度である。
【0035】
従来、クラウンは、例えば、バーのエアベアリング面の研磨の際に、定盤に対するバーの姿勢を変化させることによって形成していた。
【0036】
一方、キャンバは、従来、例えば次のような方法で形成していた。すなわち、まず、MRハイトを調整するためにバーのエアベアリング面の研磨を行った後、バーにおける各スライダ部分の間の切断予定位置に、ダイヤモンドグラインダ等によって切れ込みを入れる。次に、凹面形状の定盤上でバーのエアベアリング面を軽く再研磨する。
【0037】
しかしながら、キャンバを形成するための上記の方法では、バーのエアベアリング面の研磨によってMRハイトを正確に調整した後に、キャンバを形成するために、再度、バーのエアベアリング面を10〜20nm程度研磨する。そのため、この方法では、MRハイトが所望の値からずれる場合があるという問題点がある。また、この方法では、凹面形状の定盤上でバーのエアベアリング面を研磨する際に、定盤の汚れや定盤上のごみによってバーに引っかき傷が入る場合があり、薄膜磁気ヘッドの歩留りを低下させるという問題点がある。また、この方法では、凹面形状の定盤上でバーのエアベアリング面を研磨する際に、MR素子に接続された電極層の削り粉が、エアベアリング面と定盤との間に挟まれて延びて、スメアーと呼ばれる不良が発生する場合がある。このスメアーは、MR素子とシールド層との間の電気的な短絡を引き起こす場合がある。この短絡は、再生ヘッドの感度を低下させたり、再生出力にノイズを発生させたりして、再生ヘッドの特性を劣化させる。
【0038】
また、スライダのエアベアリング面にクラウンやキャンバを形成する場合には、これらの形成の工程の存在によって、スライダの製造コストが高くなるという問題点がある。
【0039】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、薄膜磁気ヘッド用スライダと記録媒体との衝突によって記録媒体や薄膜磁気ヘッド素子が損傷することや、薄膜磁気ヘッド用スライダと記録媒体とが吸着することを防止しながら、磁気スペースの縮小を可能にした薄膜磁気ヘッド用スライダおよびその製造方法を提供することにある。
【0040】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダは、
回転する記録媒体に対向する媒体対向面と空気流入端と空気流出端とを有するスライダ本体と、
スライダ本体における空気流出端の近傍であって媒体対向面の近傍に配置された薄膜磁気ヘッド素子とを備え、
媒体対向面は、空気流出端に近い第1の部分と、空気流入端に近い第2の部分と、第1の部分と第2の部分との間の境界部分とを有し、媒体対向面全体の形状が境界部分において屈曲した凸形状になるように、第2の部分は第1の部分に対して傾斜しているものである。
【0041】
本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダでは、媒体対向面全体の形状が境界部分において屈曲した凸形状になり、スライダ本体が記録媒体の面に接触する際には、境界部分が記録媒体の面に接触する。
【0042】
本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、第2の部分は、記録媒体が回転している間、境界部分よりも空気流入端が記録媒体から離れるように記録媒体の面に対して傾くものであってもよい。この場合、記録媒体が回転している間、第2の部分と記録媒体の面とのなす角度は30°以下であってもよい。
【0043】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、スライダ本体は、記録媒体が静止している間は記録媒体の面に接触し、記録媒体が回転している間は記録媒体の面から離れるものであってもよい。この場合、スライダ本体は、記録媒体の面に対して接触を開始する時に、境界部分が最初に記録媒体の面に接触するものであってもよい。また、スライダ本体は、記録媒体の面から離れる時に、境界部分が最後に記録媒体の面から離れるものであってもよい。
【0044】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、媒体対向面は、記録媒体の回転時におけるスライダ本体の姿勢を制御するための凹凸を有していてもよい。
【0045】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、記録媒体が回転している間および記録媒体が静止している間のいずれにおいても、スライダ本体は境界部分において記録媒体の面に接触し、第1の部分および第2の部分は、空気流出端および空気流入端が記録媒体から離れるように記録媒体の面に対して傾くものであってもよい。
【0046】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、第1の部分と第2の部分とのなす角度は30°以下であってもよい。
【0047】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、媒体対向面は、境界部分を含む領域において形成された凹部を有していてもよい。
【0048】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、スライダ本体は、記録媒体に向く面を有し薄膜磁気ヘッド素子の下地となる基板部と、記録媒体に向く面を有し薄膜磁気ヘッド素子を囲う絶縁部とを含んでいてもよい。この場合、媒体対向面は、境界部分を含む領域において形成された凹部を有し、凹部は基板部に形成されていてもよい。
【0049】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、スライダ本体が基板部と絶縁部とを含む場合には、スライダ本体は、更に、基板部および絶縁部の各記録媒体に向く面を覆う保護層を含んでいてもよい。この場合、媒体対向面は、境界部分を含む領域において形成された凹部を有し、凹部は保護層に形成されていてもよい。また、保護層は、アルミナまたはダイヤモンドライクカーボンよりなるものであってもよい。
【0050】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、スライダ本体が基板部と絶縁部とを含む場合には、絶縁部の記録媒体に向く面は、基板部の記録媒体に向く面のうちの、絶縁部の記録媒体に向く面に隣接する部分よりも、記録媒体から離れた位置に配置されていてもよい。この場合、記録媒体が回転している間および記録媒体が静止している間のいずれにおいても、スライダ本体は記録媒体の面に接触し、且つ少なくとも記録媒体が回転している間において、第1の部分のうち基板部に含まれる部分は記録媒体の面に接触してもよい。
【0051】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、スライダ本体が基板部と絶縁部とを含む場合には、第1の部分のうち基板部に含まれる部分の空気通過方向の長さは、基板部全体の空気通過方向の長さの50%以下であってもよい。
【0052】
本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法は、回転する記録媒体に対向する媒体対向面と空気流入端と空気流出端とを有するスライダ本体と、スライダ本体における空気流出端の近傍であって媒体対向面の近傍に配置された薄膜磁気ヘッド素子とを備え、媒体対向面は、空気流出端に近い第1の部分と、空気流入端に近い第2の部分と、第1の部分と第2の部分との間の境界部分とを有し、媒体対向面全体の形状が境界部分において屈曲した凸形状になるように、第2の部分は第1の部分に対して傾斜している薄膜磁気ヘッド用スライダを製造する方法である。
【0053】
本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法は、
スライダ本体となる部分と薄膜磁気ヘッド素子とを含むスライダ用素材を形成する工程と、
スライダ用素材に、第1の部分、第2の部分および境界部分を有する媒体対向面と空気流入端と空気流出端とが形成されるように、スライダ用素材を加工する工程とを備えたものである。
【0054】
本発明の製造方法によって製造される薄膜磁気ヘッド用スライダでは、媒体対向面全体の形状が境界部分において屈曲した凸形状になり、スライダ本体が記録媒体の面に接触する際には、境界部分が記録媒体の面に接触する。
【0055】
本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法において、スライダ用素材を加工する工程は、第1の部分を形成するためにスライダ用素材を研磨する工程と、第2の部分を形成するためにスライダ用素材を研磨する工程とを含んでいてもよい。
【0056】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法において、スライダ用素材を加工する工程は、媒体対向面に、記録媒体の回転時におけるスライダ本体の姿勢を制御するための凹凸を形成する工程を含んでいてもよい。
【0057】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法において、第1の部分と第2の部分とのなす角度は30°以下であってもよい。
【0058】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法において、スライダ用素材を加工する工程は、媒体対向面における境界部分を含む領域に凹部を形成する工程を含んでいてもよい。
【0059】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法において、スライダ本体となる部分は、記録媒体に向く面を有し薄膜磁気ヘッド素子の下地となる基板部と、記録媒体に向く面を有し薄膜磁気ヘッド素子を囲う絶縁部とを含んでいてもよい。この場合、スライダ用素材を加工する工程は、基板部をエッチングすることによって、媒体対向面における境界部分を含む領域に凹部を形成する工程を含んでいてもよい。
【0060】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法において、スライダ本体となる部分が基板部と絶縁部とを含む場合には、スライダ用素材を加工する工程は、基板部および絶縁部の各記録媒体に向く面を覆う保護層を形成する工程を含んでいてもよい。また、スライダ用素材を加工する工程は、保護層をエッチングすることによって、媒体対向面における境界部分を含む領域に凹部を形成する工程を含んでいてもよい。また、保護層は、アルミナまたはダイヤモンドライクカーボンよりなるものであってもよい。
【0061】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法において、スライダ本体となる部分が基板部と絶縁部とを含む場合には、絶縁部の記録媒体に向く面は、基板部の記録媒体に向く面のうちの、絶縁部の記録媒体に向く面に隣接する部分よりも、記録媒体から離れた位置に配置されてもよい。また、第1の部分のうち基板部に含まれる部分の空気通過方向の長さは、基板部全体の空気通過方向の長さの50%以下であってもよい。
【0062】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1および図2を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド用スライダ(以下、単にスライダと記す。)の構成について説明する。図1は本実施の形態に係るスライダの側面図、図2は本実施の形態に係るスライダの斜視図である。
【0063】
本実施の形態に係るスライダ20は、スライダ本体21と、薄膜磁気ヘッド素子22とを備えている。スライダ本体21は、回転する記録媒体に対向する媒体対向面としてのエアベアリング面30と、記録媒体の回転によって生じる空気流が流入する端部である空気流入端41と、この空気流が流出する端部である空気流出端42とを有している。薄膜磁気ヘッド素子22は、スライダ本体21における空気流出端42の近傍であってエアベアリング面30の近傍に配置されている。
【0064】
エアベアリング面30は、空気流出端42に近い第1の部分31と、空気流入端41に近い第2の部分32と、第1の部分31と第2の部分32との間の境界部分33とを有している。第1の部分31は、スライダ本体21におけるエアベアリング面30とは反対側の面に対して平行になっている。第2の部分32は、エアベアリング面30の全体の形状が境界部分33において屈曲した凸形状(屋根形)になるように、第1の部分31に対して傾斜している。第1の部分31と第2の部分32とのなす角度θは30°以下であることが好ましい。
【0065】
スライダ本体21は、記録媒体に向く面(図1における下側の面)を有し薄膜磁気ヘッド素子22の下地となる基板部23と、記録媒体に向く面(図1における下側の面)を有し薄膜磁気ヘッド素子22を囲う絶縁部24とを含んでいる。スライダ本体21は、更に、基板部23および絶縁部24の各記録媒体に向く面を覆う保護層25を含んでいる。基板部23は、例えばアルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイドによって構成される。絶縁部24は、例えば、主にアルミナによって構成される。保護層25は、例えばアルミナまたはダイヤモンドライクカーボンよりなる。
【0066】
図2に示したように、エアベアリング面30は、記録媒体の回転時におけるスライダ本体21の姿勢を制御するための凹凸を有している。具体的には、エアベアリング面30は、記録媒体に最も近い面30aと、この面30aに対して所定の第1の段差を有する面30bと、面30aに対して第1の段差よりも大きな第2の段差を有する面30cとを含んでいる。面30aはスライダ本体21の幅方向(図2における左右方向)の両側近傍に配置され、面30bは空気流入端41の近傍に配置され、面30cは、エアベアリング面30の全体から面30aおよび面30bを除いた部分となっている。
【0067】
本実施の形態に係るスライダ20では、エアベアリング面30における凹凸の形状に応じて、空気流によって、スライダ本体21に対して記録媒体から離れる方向の力または記録媒体に近づく方向の力を与えることができる。従って、エアベアリング面30における凹凸の形状の設計によって、記録媒体の回転時におけるスライダ本体21の姿勢を制御することが可能である。
【0068】
図1に示したように、エアベアリング面30の第1の部分31は、基板部23と絶縁部24にまたがって配置されている。第1の部分31のうち基板部23に含まれる部分の空気通過方向(図1における左右方向)の長さL1は、基板部23全体の空気通過方向の長さL0の50%以下であることが好ましい。
【0069】
なお、基板部23全体の空気通過方向の長さL0は、例えば1.2mmである。これに対し、絶縁部24の空気通過方向の長さL3は、30〜40μm程度である。従って、スライダ本体21の空気通過方向の長さは、基板部23全体の空気通過方向の長さL0とほぼ等しい。
【0070】
また、空気流出端42におけるスライダ本体21の高さ(図1における上下方向の長さ)H0は、例えば0.3mmである。また、保護層25の厚みは、例えば約3〜5nmである。
【0071】
ここで、図1に示したように、エアベアリング面30の第1の部分31を含む仮想の平面と空気流入端41との間の距離を、高低差と呼び、記号H1で表す。この高低差H1は、長さL0,L1と角度θとによって決まる。以下に、長さL0を1.2mmとした場合における長さL1と角度θと高低差H1との関係の例を示す。
【0072】
まず、長さL1を10μmとした場合には、角度θが0.5°、1°、10°、30°のときの高低差H1は、それぞれ、10.39μm、20.77μm、209.83μm、687.05μmとなる。
【0073】
また、長さL1を50μmとした場合には、角度θが0.5°、1°、10°、30°のときの高低差H1は、それぞれ、10.04μm、20.07μm、202.78μm、663.95μmとなる。
【0074】
また、長さL1を100μmとした場合には、角度θが0.5°、1°、10°、30°のときの高低差H1は、それぞれ、9.60μm、19.20μm、193.96μm、635.09μmとなる。
【0075】
次に、図3ないし図9を参照して、本実施の形態に係るスライダにおける薄膜磁気ヘッド素子22の製造方法の一例について説明する。なお、図3ないし図8において、(a)はエアベアリング面および基板の上面に垂直な断面を示し、(b)は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
【0076】
本例における薄膜磁気ヘッド素子22の製造方法では、まず、図3に示したように、例えばアルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイド(Al23・TiC)よりなる基板1の上に、例えばアルミナ(Al23)よりなる絶縁層2を、約5μmの厚みで堆積する。次に、絶縁層2の上に、磁性材料、例えばパーマロイよりなる再生ヘッド用の下部シールド層3を、約3μmの厚みに形成する。下部シールド層3は、例えば、フォトレジスト膜をマスクにして、めっき法によって、絶縁層2の上に選択的に形成する。次に、図示しないが、全体に、例えばアルミナよりなる絶縁層を、例えば4〜5μmの厚みに形成し、例えばCMP(化学機械研磨)によって、下部シールド層3が露出するまで研磨して、表面を平坦化処理する。
【0077】
次に、図4に示したように、下部シールド層3の上に、絶縁膜としての下部シールドギャップ膜4を、例えば約20〜40nmの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜4の上に、磁気的信号検出用のMR素子5を、数十nmの厚みに形成する。MR素子5は、一端部がエアベアリング面30に配置される。MR素子5は、例えば、スパッタによって形成したMR膜を選択的にエッチングすることによって形成する。なお、MR素子5には、AMR素子、GMR素子、あるいはTMR(トンネル磁気抵抗効果)素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。次に、下部シールドギャップ膜4の上に、MR素子5に電気的に接続される一対の電極層6を、数十nmの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜4およびMR素子5の上に、絶縁膜としての上部シールドギャップ膜7を、例えば約20〜40nmの厚みに形成し、MR素子5をシールドギャップ膜4,7内に埋設する。シールドギャップ膜4,7に使用する絶縁材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)等がある。また、シールドギャップ膜4,7は、スパッタ法によって形成してもよいし、化学的気相成長(CVD)法によって形成してもよい。
【0078】
次に、上部シールドギャップ膜7の上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる上部シールド層兼下部磁極層(以下、下部磁極層と記す。)8の第1の層8aを、約1.0〜1.5μmの厚みで、選択的に形成する。なお、下部磁極層8は、この第1の層8aと、後述する第2の層8b、第3の層8cとで構成される。下部磁極層8の第1の層8aは、後述する薄膜コイルの少なくとも一部に対向する位置に配置される。
【0079】
次に、下部磁極層8の第1の層8aの上に、下部磁極層8の第2の層8bおよび第3の層8cを、約1.5〜2.5μmの厚みに形成する。第2の層8bは、下部磁極層8の磁極部分を形成し、第1の層8aの後述する記録ギャップ層側(図4において上側)の面に接続される。第3の層8cは、第1の層8aと後述する上部磁極層とを接続するための部分であり、後述する薄膜コイルの中心の近傍の位置に配置される。第2の層8bのうち上部磁極層と対向する部分におけるエアベアリング面30とは反対側の端部の位置は、スロートハイトを規定する。
【0080】
下部磁極層8の第2の層8bおよび第3の層8cは、NiFe(Ni:80重量%,Fe:20重量%)や、高飽和磁束密度材料であるNiFe(Ni:45重量%,Fe:55重量%)等を用い、めっき法によって形成してもよいし、高飽和磁束密度材料であるFeN,FeZrN等の材料を用い、スパッタによって形成してもよい。この他にも、高飽和磁束密度材料であるCoFe,Co系アモルファス材等を用いてもよい。
【0081】
次に、図5に示したように、全体に、例えばアルミナよりなる絶縁膜9を、約0.3〜0.6μmの厚みに形成する。
【0082】
次に、フォトレジストをフォトリソグラフィ工程によりパターニングして、薄膜コイルをフレームめっき法によって形成するための図示しないフレームを形成する。次に、このフレームを用いて、フレームめっき法によって、例えば銅(Cu)よりなる薄膜コイル10を、例えば約1.0〜2.0μmの厚みおよび1.2〜2.0のコイルピッチで形成する。次に、フレームを除去する。なお、図中、符号10aは、薄膜コイル10を、後述する導電層(リード)と接続するための接続部を示している。
【0083】
次に、図6に示したように、全体に、例えばアルミナよりなる絶縁層11を、約3〜4μmの厚みで形成する。次に、例えばCMPによって、下部磁極層8の第2の層8bおよび第3の層8cが露出するまで、絶縁層11を研磨して、表面を平坦化処理する。ここで、図6(a)では、薄膜コイル10は露出していないが、薄膜コイル10が露出するようにしてもよい。
【0084】
次に、露出した下部磁極層8の第2の層8bおよび第3の層8cと絶縁層11の上に、絶縁材料よりなる記録ギャップ層12を、例えば0.2〜0.3μmの厚みに形成する。記録ギャップ層12に使用する絶縁材料としては、一般的に、アルミナ、窒化アルミニウム、シリコン酸化物系材料、シリコン窒化物系材料、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)等がある。また、記録ギャップ層12は、スパッタ法によって形成してもよいし、CVD法によって形成してもよい。
【0085】
次に、磁路形成のために、下部磁極層8の第3の層8cの上において、記録ギャップ層12を部分的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。また、薄膜コイル10の接続部10aの上の部分において、記録ギャップ層12および絶縁層11を部分的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。
【0086】
次に、図7に示したように、記録ギャップ層12の上において、エアベアリング面30から下部磁極層8の第3の層8cの上の部分にかけて上部磁極層13を約2.0〜3.0μmの厚みに形成すると共に、薄膜コイル10の接続部10aに接続されるように導電層16を約2.0〜3.0μmの厚みに形成する。上部磁極層13は、下部磁極層8の第3の層8cの上の部分に形成されたコンタクトホールを介して、下部磁極層8の第3の層8cに接触し、磁気的に連結されている。
【0087】
上部磁極層13は、NiFe(Ni:80重量%,Fe:20重量%)や、高飽和磁束密度材料であるNiFe(Ni:45重量%,Fe:55重量%)等を用い、めっき法によって形成してもよいし、高飽和磁束密度材料であるFeN,FeZrN等の材料を用い、スパッタによって形成してもよい。この他にも、高飽和磁束密度材料であるCoFe,Co系アモルファス材等を用いてもよい。また、高周波特性の改善のため、上部磁極層13を、無機系の絶縁膜とパーマロイ等の磁性層とを何層にも重ね合わせた構造としてもよい。
【0088】
次に、上部磁極層13をマスクとして、ドライエッチングにより、記録ギャップ層12を選択的にエッチングする。このときのドライエッチングには、例えば、BCl2,Cl2等の塩素系ガスや、CF4,SF6等のフッ素系ガス等のガスを用いた反応性イオンエッチング(RIE)が用いられる。次に、例えばアルゴンイオンミリングによって、下部磁極層8の第2の層8bを選択的に約0.3〜0.6μm程度エッチングして、図7(b)に示したようなトリム構造とする。このトリム構造によれば、狭トラックの書き込み時に発生する磁束の広がりによる実効的なトラック幅の増加を防止することができる。
【0089】
次に、図8に示したように、全体に、例えばアルミナよりなるオーバーコート層17を、20〜40μmの厚みに形成し、その表面を平坦化して、その上に、図示しない電極用パッドを形成する。最後に、上記各層を含むスライダの研磨加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドのエアベアリング面30を形成して、薄膜磁気ヘッド素子が完成する。
【0090】
図9は、図8に示した薄膜磁気ヘッド素子の主要部分を示す平面図である。なお、図9では、オーバーコート層17や、その他の絶縁層および絶縁膜を省略している。
【0091】
本例における薄膜磁気ヘッド素子は、再生ヘッドと記録ヘッド(誘導型電磁変換素子)とを備えている。再生ヘッドは、磁気的信号検出用のMR素子5と、記録媒体に対向する媒体対向面すなわちエアベアリング面30側の一部がMR素子5を挟んで対向するように配置され、MR素子5をシールドする下部シールド層3および上部シールド層(下部磁極層8)とを有している。
【0092】
記録ヘッドは、互いに磁気的に連結され、エアベアリング面30側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも1つの層を含む下部磁極層8および上部磁極層13と、下部磁極層8の磁極部分と上部磁極層13の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層12と、少なくとも一部が下部磁極層8および上部磁極層13の間に、これらに対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイル10とを有している。
【0093】
図1および図2に示したスライダ本体21のうちの基板部23は、図8における基板1によって構成されている。また、スライダ本体21のうちの絶縁部24の大部分はオーバーコート層17である。
【0094】
次に、本実施の形態に係るスライダの製造方法の概略について説明する。本実施の形態に係るスライダの製造方法では、まず、それぞれスライダ20となる部分(以下、スライダ部分と言う。)が複数列に配列されたウェハを一方向に切断して、スライダ部分が一列に配列されたバーと呼ばれるブロックを形成する。スライダ部分は、スライダ本体21となる部分と薄膜磁気ヘッド素子22とを含んでいる。バーは、本発明におけるスライダ用素材に対応する。
【0095】
次に、バーに対して、第1の部分31、第2の部分32および境界部分33を有するエアベアリング面30と、空気流入端41と、空気流出端42とを形成する。第1の部分31、第2の部分32および境界部分33は、例えば、研磨装置を用いて、定盤に対するバーの姿勢を変えてバーの研磨を2回行うことによって形成する。この場合には、始めに、バーに含まれる複数のスライダ部分のMR素子5の抵抗値を検出しながら、複数のスライダ部分におけるMRハイトおよびスロートハイトが等しくなるように、バーの研磨を行って、バーに対して第1の部分31を含む面を形成する。次に、定盤に対するバーの姿勢を変えてバーの研磨を行って、第2の部分32と境界部分33とを形成する。
【0096】
その後、例えばエッチングによって、エアベアリング面30に面30a,30b,30cを形成する。最後に、隣接するスライダ部分の間でバーを切断して各スライダ20に分離する。
【0097】
図10は、ウェハにおけるスライダ部分の配列を示す斜視図である。図10において、符号50はスライダ部分を示している。バーは、図10において左右方向に一列に並ぶ複数のスライダ部分50を含む。なお、図10では、分かりやすくするために、最上段のスライダ部分50は、エアベアリング面が形成された後の状態で表している。
【0098】
ここで、図11および図12を参照して、バーに含まれる複数のスライダ部分50のMR素子5の抵抗値を検出しながら、複数のスライダ部分50におけるMRハイトおよびスロートハイトが等しくなるように、バーの研磨を行う方法の一例について説明する。
【0099】
図11は、バーの研磨を行うための研磨装置の概略の構成を示す斜視図である。この研磨装置51は、テーブル60と、このテーブル60上に設けられた回転ラッピングテーブル61と、この回転ラッピングテーブル61の側方において、テーブル60上に設けられた支柱62と、この支柱62に対してアーム63を介して取り付けられた素材支持部70とを備えている。回転ラッピングテーブル61は、バーに当接するラッピングプレート61aを有している。
【0100】
素材支持部70は、冶具保持部73と、この治具保持部73の前方位置に等間隔に配設された3本の荷重付加棒75A,75B,75Cとを有している。冶具保持部73には、治具80が固定されるようになっている。治具80には、断面が長円形の孔からなる3つの荷重付加部が設けられている。荷重付加棒75A,75B,75Cの各下端部には、それぞれ、冶具80の各荷重付加部(孔)に挿入される断面が長円形の頭部を有する荷重付加ピンが設けられている。各荷重付加ピンは、それぞれ図示しないアクチュエータによって、上下方向、左右方向(治具80の長手方向)および回転方向に駆動されるようになっている。
【0101】
治具80は、バーを保持する保持部を有している。この治具80では、3つの荷重付加部に対して種々の方向の荷重を付加することにより、保持部およびバーが変形される。これにより、バーに含まれる複数の薄膜磁気ヘッド素子22のMRハイトおよびスロートハイトの値を目標とする値となるように制御しながら、バーのエアベアリング面30をラッピングすることが可能となる。
【0102】
図12は、図11に示した研磨装置の回路構成の一例を示すブロック図である。この研磨装置は、治具80の各荷重付加部にそれぞれ3方向の荷重を付加するための9つアクチュエータ91〜99と、バー内の複数のMR素子5の抵抗値を監視してアクチュエータ91〜99を制御する制御装置86と、図示しないコネクタを介して、バー内の複数のMR素子5に接続され、これらのMR素子5のいずれかを選択的に制御装置86に接続するマルチプレクサ87とを備えている。
【0103】
この研磨装置では、制御装置86は、マルチプレクサ87を介してバー内の複数のMR素子5の抵抗値を監視して、バー内の各薄膜磁気ヘッド素子22におけるMRハイトおよびスロートハイトが全て許容誤差の範囲内となるように、アクチュエータ91〜99を制御する。
【0104】
次に、図13ないし図17を参照して、本実施の形態に係るスライダの製造方法について詳しく説明する。図13ないし図17は、それぞれスライダ部分50の側面図である。スライダ部分50は、基板部23と、絶縁部24と、薄膜磁気ヘッド素子22とを含んでいる。
【0105】
本実施の形態に係るスライダの製造方法では、まず、図13に示したように、バーに含まれる複数のスライダ部分50のMR素子5の抵抗値を検出しながら、複数のスライダ部分50におけるMRハイトおよびスロートハイトが等しくなるようにバーの研磨を行って、スライダ部分50に対して、エアベアリング面30の第1の部分31を含む面31Aを形成する。この時点で、スライダ部分50に空気流出端42が形成される。
【0106】
次に、図14に示したように、定盤に対するバーの姿勢を変えてバーの研磨を行って、スライダ部分50に対して、エアベアリング面30の第2の部分32と境界部分33とを形成する。また、この研磨後に残った面31Aは第1の部分31となる。この時点で、スライダ部分50に空気流入端41が形成される。また、この時点において、スライダ部分50には、記録媒体に最も近い面30aを含む面50aが形成されている。
【0107】
次に、図15に示したように、スライダ部分50の面50aを選択的にエッチングして、面30bを含む面50bを形成する。このエッチング後に残った面50aは面30aとなる。面30aに対する面50bの深さは、例えば約1μmである。
【0108】
次に、図16に示したように、スライダ部分50の面50bを選択的にエッチングして面30cを形成する。このエッチング後に残った面50bは面30bとなる。面30aに対する面30cの深さは、例えば約2〜3μmである。
【0109】
スライダ部分50の面50aや面50bのエッチングは、例えば、BCl2,Cl2等の塩素系ガスや、CF4,SF6等のフッ素系ガス等のガスを用いた反応性イオンエッチング(RIE)によって行われる。
【0110】
次に、図17に示したように、基板部23および絶縁部24の各記録媒体に向く面を覆うように保護層25を形成する。保護層25の材料には、例えば、アルミナまたはダイヤモンドライクカーボンが用いられる。また、保護層25の厚みは、例えば約3〜5nmである。その後、隣接するスライダ部分50の間でバーを切断して各スライダ20に分離する。
【0111】
なお、スライダ部分50に対して面30bまたは面30cを形成する際に同時に、空気流出端42のエッジを面取りしてもよい。
【0112】
図18は、スライダ20の形状の一例を示している。この例では、基板部23全体の空気通過方向の長さL0は1.2mmであり、空気流出端42におけるスライダ本体21の高さH0は0.3mmであり、第1の部分31のうち基板部23に含まれる部分の空気通過方向の長さL1は50μmであり、第1の部分31と第2の部分32とのなす角度θは1°であり、高低差H1は20μmである。
【0113】
図18に示したスライダ20を後述するサスペンションに取り付けて、回転する記録媒体45上に浮上させたところ、第1の部分31と記録媒体45との間の距離は5.0nm程度であった。
【0114】
次に、図19ないし図21を参照して、本実施の形態に係るスライダ20が取り付けられるヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。まず、図19を参照して、ヘッドジンバルアセンブリ220について説明する。ハードディスク装置において、スライダ20は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスク262に対向するように配置される。ヘッドジンバルアセンブリ220は、スライダ20と、このスライダ20を弾性的に支持するサスペンション221とを備えている。サスペンション221は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム222、このロードビーム222の一端部に設けられると共にスライダ20が接合され、スライダ20に適度な自由度を与えるフレクシャ223と、ロードビーム222の他端部に設けられたベースプレート224とを有している。ベースプレート224は、スライダ20をハードディスク262のトラック横断方向xに移動させるためのアクチュエータのアーム230に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム230と、このアーム230を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ223において、スライダ20が取り付けられる部分には、スライダ20の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【0115】
ヘッドジンバルアセンブリ220は、アクチュエータのアーム230に取り付けられる。1つのアーム230にヘッドジンバルアセンブリ220を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ220を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【0116】
図19は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム230の一端部にヘッドジンバルアセンブリ220が取り付けられている。アーム230の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル231が取り付けられている。アーム230の中間部には、アーム230を回動自在に支持するための軸234に取り付けられる軸受け部233が設けられている。
【0117】
次に、図20および図21を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例とハードディスク装置について説明する。図20はハードディスク装置の要部を示す説明図、図21はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ250は、複数のアーム252を有するキャリッジ251を有している。複数のアーム252には、複数のヘッドジンバルアセンブリ220が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ251においてアーム252とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル253が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ250は、ハードディスク装置に組み込まれる。ハードディスク装置は、スピンドルモータ261に取り付けられた複数枚のハードディスク262を有している。各ハードディスク262毎に、ハードディスク262を挟んで対向するように2つのスライダ20が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ250のコイル253を挟んで対向する位置に配置された永久磁石263を有している。
【0118】
スライダ20を除くヘッドスタックアセンブリ250およびアクチュエータは、スライダ20を支持すると共にハードディスク262に対して位置決めする。
【0119】
このハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ20をハードディスク262のトラック横断方向に移動させて、スライダ20をハードディスク262に対して位置決めする。スライダ20に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク262に情報を記録し、再生ヘッドによって、ハードディスク262に記録されている情報を再生する。
【0120】
次に、図22および図23を参照して、本実施の形態に係るスライダ20の作用と効果について説明する。図22は記録媒体45が回転しているときのスライダ20の状態を示す側面図、図23は記録媒体45が静止しているときのスライダ20の状態を示す側面図である。
【0121】
図22に示したように、スライダ本体21は、記録媒体45が回転している間は、記録媒体45の回転によって生じる空気流によって浮上して、記録媒体45の面から離れる。一方、図23に示したように、スライダ本体21は、記録媒体45が静止している間は、記録媒体45の面に接触する。
【0122】
図22に示したように、記録媒体45が回転している間、エアベアリング面30の第2の部分32は、境界部分33よりも空気流入端41が記録媒体45から離れるように記録媒体45の面に対して傾く。また、記録媒体45が回転している間、エアベアリング面30の第1の部分31は、記録媒体45の面に対してほぼ平行になる。記録媒体45が回転している間、第2の部分32と記録媒体45の面とのなす角度は30°以下であることが好ましい。記録媒体45が回転している間、エアベアリング面30の第1の部分31が記録媒体45の面に対して平行になる場合には、第2の部分32と記録媒体45の面とのなす角度は、第1の部分31と第2の部分32とのなす角度θと等しい。このときの第1の部分31と記録媒体45の面との間の距離FHは5nm程度である。このような記録媒体45の回転時におけるスライダ本体21の姿勢は、エアベアリング面30の凹凸の形状によって制御することができる。
【0123】
記録媒体45が回転状態から静止状態に移行する際に、スライダ本体21が記録媒体45の面に対して接触を開始する時には、境界部分33が最初に記録媒体45の面に接触する。また、記録媒体45が静止状態から回転状態に移行する際に、スライダ本体21が記録媒体45の面から離れる時には、境界部分33が最後に記録媒体45の面から離れる。このように、境界部分33は、飛行機の車輪のような機能を有する。
【0124】
このように、本実施の形態に係るスライダ20では、スライダ本体21は境界部分33において記録媒体45の面に接触する。そのため、従来のスライダに比べて、スライダ本体21と記録媒体45の面との接触面積が非常に小さくなり、スライダ本体21と記録媒体45の面との摩擦抵抗も非常に小さくなる。従って、本実施の形態に係るスライダ20によれば、記録媒体45の面に対するスライダ本体21の接触の開始と、記録媒体45の面からのスライダ本体21の分離とを円滑に行うことができる。その結果、本実施の形態によれば、スライダ20と記録媒体45との衝突によって記録媒体45や薄膜磁気ヘッド素子22の損傷が生じることを防止することができる。
【0125】
更に、本実施の形態に係るスライダ20によれば、従来のスライダに比べて、記録媒体45の静止時におけるスライダ本体21と記録媒体45の面との接触面積が非常に小さくなる。従って、スライダ20と記録媒体45とが吸着することを防止することができる。
【0126】
また、本実施の形態に係るスライダ20では、図22に示したように、記録媒体45が回転している間、エアベアリング面30の第2の部分32は、境界部分33よりも空気流入端41が記録媒体45から離れるように記録媒体45の面に対して傾く。その結果、薄膜磁気ヘッド素子22は記録媒体45の面に接近する。そのため、本実施の形態に係るスライダ20によれば、記録媒体45が回転している間、薄膜磁気ヘッド素子22を記録媒体45の面の近くに配置しながら、エアベアリング面30の第2の部分32を、薄膜磁気ヘッド素子22に比べて記録媒体45から離すことができる。従って、本実施の形態によれば、磁気スペースをより縮小しながら、スライダ20と記録媒体45との衝突を防止することができる。
【0127】
また、空気流出端42のエッジを面取りした場合には、スライダ20と記録媒体45との衝突をより確実に防止することができる。
【0128】
以上のことから、本実施の形態に係るスライダ20によれば、スライダ20と記録媒体45との衝突によって記録媒体45や薄膜磁気ヘッド素子22が損傷することや、スライダ20と記録媒体45とが吸着することを防止しながら、磁気スペースを縮小することができる。
【0129】
また、本実施の形態によれば、磁気スペースの縮小により、薄膜磁気ヘッド素子22の再生ヘッドにおける再生出力の向上や半値幅の縮小が可能になり、その結果、記録密度を向上させることができる。図24は、本実施の形態に係るスライダ20の薄膜磁気ヘッド素子22における再生出力の波形の一例を示したものである。この図において、符号PW50は再生出力における半値幅を表している。半値幅PW50は、再生出力がピーク時の50%以上となる時間である。また、本実施の形態によれば、磁気スペースの縮小により、薄膜磁気ヘッド素子22の記録ヘッドにおけるオーバーライト特性や非線形トランジションシフトを向上させることが可能になる。
【0130】
このように、本実施の形態によれば、薄膜磁気ヘッド素子22の再生ヘッドおよび記録ヘッドの双方の特性を向上させることができ、その結果、本実施の形態に係るスライダ20を用いるハードディスク装置の歩留りを向上させることができる。
【0131】
また、本実施の形態では、スライダのエアベアリング面にクラウンやキャンバを形成する場合に比べて、スライダ20のエアベアリング面30の形成を容易に行うことができると共に、クラウンやキャンバを形成する場合における不具合の発生がない。従って、本実施の形態によれば、スライダのエアベアリング面にクラウンやキャンバを形成する場合に比べて、エアベアリング面30の形状を正確に決定でき、スライダ20の歩留りを向上させることができ、スライダ20の製造コストを低減することができ、更にこれらのことから量産性に優れている。
【0132】
また、本実施の形態において、第1の部分31のうち基板部23に含まれる部分の空気通過方向の長さL1は、基板部23全体の空気通過方向の長さL0の50%以下であることが好ましい。これにより、記録媒体45の回転時に、基板部23全体のうち、記録媒体45の面に接近する部分(第1の部分31のうち基板部23に含まれる部分)の長さL1が、記録媒体45の面から離れる部分(第2の部分32)の長さ以下になり、スライダ20と記録媒体45との衝突をより確実に防止することができる。
【0133】
なお、図1に示したスライダ20では、エアベアリング面30のうちの第1の部分31が、スライダ本体21のエアベアリング面30とは反対側の面に対して平行になっている。しかし、本実施の形態に係るスライダ20は、図25に示したような形状であってもよい。図25に示したスライダ20は、エアベアリング面30のうちの第2の部分32が、スライダ本体21のエアベアリング面30とは反対側の面に対して平行になっている。第1の部分31は、エアベアリング面30の全体の形状が境界部分33において屈曲した凸形状になるように、第2の部分32に対して傾斜している。第1の部分31と第2の部分32とのなす角度θは30°以下であることが好ましい。また、第1の部分31のうち基板部23に含まれる部分の空気通過方向(図25における左右方向)の長さL2は、基板部23全体の空気通過方向の長さL0の50%以下であることが好ましい。図25に示したスライダ20のその他の構成は、図1に示したスライダ20と同様である。
【0134】
ここで、図25に示したスライダ20において、エアベアリング面30の第2の部分32を含む仮想の平面と、第1の部分31のうち基板部23に含まれる部分の空気流出端42側の端部との間の距離を、高低差と呼び、記号H2で表す。この高低差H2は、長さL0,L2と角度θとによって決まる。以下に、長さL0を1.2mmとした場合における長さL2と角度θと高低差H2との関係の例を示す。
【0135】
まず、長さL2を10μmとした場合には、角度θが0.5°、1°、10°、30°のときの高低差H2は、それぞれ、0.09μm、0.18μm、1.76μm、5.77μmとなる。
【0136】
また、長さL2を50μmとした場合には、角度θが0.5°、1°、10°、30°のときの高低差H2は、それぞれ、0.44μm、0.87μm、8.82μm、28.87μmとなる。
【0137】
また、長さL2を100μmとした場合には、角度θが0.5°、1°、10°、30°のときの高低差H2は、それぞれ、0.87μm、1.75μm、17.63μm、57.73μmとなる。
【0138】
[第2の実施の形態]
次に、図26ないし図28を参照して、本発明の第2の実施の形態に係るスライダについて説明する。図26は本実施の形態に係るスライダの構成の一例を示す斜視図である。本実施の形態に係るスライダ20は、記録媒体45が回転している間および記録媒体45が静止している間のいずれにおいても、スライダ本体21が、エアベアリング面30の境界部分33において記録媒体45の面に接触するものである。
【0139】
図26に示したように、本実施の形態に係るスライダ20において、エアベアリング面30は、境界部分33を含む領域において形成された複数の凹部35を有している。本実施の形態に係るスライダ20のその他の構成は、第1の実施の形態と同様である。本実施の形態に係るスライダ20では、エアベアリング面30が、境界部分33を含む領域において形成された凹部35を有することにより、第1の実施の形態に比べて、スライダ本体21と記録媒体45の面との接触面積が小さくなる。
【0140】
図26に示したスライダ20は保護層25を有し、凹部35はこの保護層25をエッチングすることによって形成されている。
【0141】
図28は、保護層25のない場合における本実施の形態に係るスライダ20を示している。このスライダ20では、凹部35は基板部23をエッチングすることによって形成されている。
【0142】
本実施の形態に係るスライダ20の製造方法では、エアベアリング面30を形成する工程が、上記凹部35を形成する工程を含む。保護層25を有するスライダ20の製造方法では、凹部35を形成する工程は、保護層25を形成する工程の後に行われ、保護層25をエッチングすることによって凹部35を形成する。保護層25のないスライダ20の製造方法では、凹部35を形成する工程は、面30a〜30cを形成する工程の後に行われ、基板部23をエッチングすることによって凹部35を形成する。本実施の形態に係るスライダ20の製造方法のその他の工程は、第1の実施の形態と同様である。
【0143】
次に、図27を参照して、本実施の形態に係るスライダ20の作用と効果について説明する。図27は記録媒体45が回転しているとき、および記録媒体45が静止しているときのスライダ20の状態を示す側面図である。図27に示したように、本実施の形態では、スライダ20は、記録媒体45が回転している間および記録媒体45が静止している間のいずれにおいても、スライダ本体21が、エアベアリング面30の境界部分33において記録媒体45の面に接触している。また、エアベアリング面30の第1の部分31および第2の部分32は、それぞれ、空気流出端42および空気流入端41が記録媒体45から離れるように記録媒体45の面に対して傾く。
【0144】
また、記録媒体45が回転している間、スライダ本体21の空気流出端42と記録媒体45の面との間の距離H4は5nm程度である。
【0145】
本実施の形態に係るスライダ20では、第1の実施の形態に係るスライダ20よりも磁気スペースを縮小することができる。また、本実施の形態では、スライダ本体21が常に記録媒体45の面に接触しているので、スライダ本体21が記録媒体45の面に接触したり離れたりすることによるスライダ本体21と記録媒体45との衝突の発生を防止することができる。
【0146】
また、本実施の形態に係るスライダ20によれば、エアベアリング面30が、境界部分33を含む領域において形成された凹部35を有するので、第1の実施の形態に比べて、スライダ本体21と記録媒体45の面との接触面積が小さくなり、スライダ本体21と記録媒体45の面との摩擦抵抗も小さくすることができる。
【0147】
本実施の形態に係るスライダ20によれば、第1の実施の形態に係るスライダ20よりも磁気スペースを縮小することができることから、第1の実施の形態よりも、再生ヘッドにおける再生出力の向上や半値幅の縮小が可能になると共に、記録ヘッドにおけるオーバーライト特性や非線形トランジションシフトの向上が可能になる。また、その結果、ハードディスク装置の歩留りをより向上させることができる。
【0148】
なお、本実施の形態に係るスライダ20では、第1の実施の形態と同様に、エアベアリング面30は、段差を有する面30a,30b,30cによって形成される凹凸を有している。本実施の形態では、この凹凸は、記録媒体45が回転している間のスライダ本体21の姿勢を制御するために用いられる。
【0149】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。
【0150】
[第3の実施の形態]
次に、図29および図30を参照して、本発明の第3の実施の形態に係るスライダについて説明する。図29は本実施の形態に係るスライダの斜視図である。本実施の形態に係るスライダ20は、記録媒体45が回転している間および記録媒体45が静止している間のいずれにおいても、スライダ本体21が記録媒体45の面に接触するものである。
【0151】
本実施の形態に係るスライダ20では、エアベアリング面30の第1の部分31は、基板部23の記録媒体45に向く面に形成されている。そして、絶縁部24の記録媒体45に向く面34は、基板部23の記録媒体45に向く面のうちの、面34に隣接する部分、すなわち第1の部分31よりも、記録媒体45から離れた位置に配置されている。面34は、エアベアリング面30の一部を構成する。面34と第1の部分31との間の段差の大きさR1は、3〜4nm程度である。この段差は、図13に示した工程、すなわちスライダ部分50に対して第1の部分31を含む面31Aを形成する工程において、基板部23と絶縁部24の硬度の違いによって生じる。本実施の形態では、この段差を利用して、磁気スペースの縮小を図っている。本実施の形態に係るスライダ20のその他の構成は、第2の実施の形態と同様である。
【0152】
次に、図30を参照して、本実施の形態に係るスライダ20の作用と効果について説明する。図30は記録媒体45が回転しているときのスライダ20の状態を示す側面図である。図30に示したように、本実施の形態に係るスライダ20では、記録媒体45が回転している間、エアベアリング面30の第1の部分31および境界部分33が記録媒体45の面に接触する。この状態で、絶縁部24の記録媒体45に向く面34と記録媒体45の面との間の距離は、R1に等しく、3〜4nm程度である。従って、本実施の形態によれば、磁気スペースを極めて小さくすることができる。
【0153】
しかも、本実施の形態では、絶縁部24の記録媒体45に向く面34は記録媒体45の面に接触しないので、上述のように磁気スペースを極めて小さくしながら、薄膜磁気ヘッド素子22は記録媒体45の面に接触しない。従って、薄膜磁気ヘッド素子22が記録媒体45に接触することによる薄膜磁気ヘッド素子22や記録媒体45が損傷することを防止することができる。
【0154】
記録媒体45が静止している間におけるスライダ20の姿勢は、図30に示した姿勢と同じであってもよいし、図27と同様に、スライダ本体21が、エアベアリング面30の境界部分33において記録媒体45の面に接触する姿勢であってもよい。
【0155】
本実施の形態に係るスライダ20によれば、第1および第2の各実施の形態に係るスライダ20よりも磁気スペースを縮小することができる。従って、本実施の形態に係るスライダ20によれば、第1および第2の実施の形態よりも、再生ヘッドにおける再生出力の向上や半値幅の縮小が可能になると共に、記録ヘッドにおけるオーバーライト特性や非線形トランジションシフトの向上が可能になる。また、その結果、ハードディスク装置の歩留りをより向上させることができる。
【0156】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第2の実施の形態と同様である。
【0157】
[第4の実施の形態]
次に、図31ないし図33を参照して、本発明の第4の実施の形態に係るスライダについて説明する。図31は、記録媒体45が回転しているときの、本実施の形態に係るスライダ20の状態を示す側面図である。図32は本実施の形態に係るスライダの構成の一例を示す斜視図、図33は本実施の形態に係るスライダの構成の他の例を示す斜視図である。
【0158】
本実施の形態に係るスライダ20は、第3の実施の形態と同様に、記録媒体45が回転している間および記録媒体45が静止している間のいずれにおいても、スライダ本体21が記録媒体45の面に接触するものである。
【0159】
本実施の形態に係るスライダ20では、エアベアリング面30は、記録媒体45が回転している間のスライダ本体21の姿勢を制御するため凹凸を有していない。しかし、エアベアリング面30は、境界部分33を含む領域において形成された複数の凹部35を有している。図32に示した例では、凹部35は空気流入端41まで形成されている。図33に示した例では、凹部35は境界部分33の近傍にのみ形勢されている。図33に示した例では、エアベアリング面30の周縁部において、スライダ本体21のエッジを面取りしている。
【0160】
本実施の形態に係るスライダ20では、エアベアリング面30に、記録媒体45が回転している間のスライダ本体21の姿勢を制御するため凹凸は形成されていない。しかし、本実施の形態に係るスライダ20は、記録媒体45が回転している間および記録媒体45が静止している間のいずれにおいても、スライダ本体21が記録媒体45の面に接触しているので、上記の凹凸がなくとも、記録媒体45が回転している間のスライダ本体21の姿勢を一定に保つことができる。また、図33に示したように、エアベアリング面30の周縁部においてスライダ本体21のエッジを面取りすることにより、スライダ20と記録媒体45との衝突をより確実に防止することができる。
【0161】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第3の実施の形態と同様である。
【0162】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本発明は、誘導型電磁変換素子を有しない再生専用の薄膜磁気ヘッドや、誘導型電磁変換素子のみを有する記録専用の薄膜磁気ヘッドや、誘導型電磁変換素子によって記録と再生を行う薄膜磁気ヘッドにも適用することができる。
【0163】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダでは、スライダ本体の媒体対向面は、空気流出端に近い第1の部分と、空気流入端に近い第2の部分と、第1の部分と第2の部分との間の境界部分とを有し、媒体対向面全体の形状が境界部分において屈曲した凸形状になるように、第2の部分は第1の部分に対して傾斜している。このスライダでは、媒体対向面全体の形状が境界部分において屈曲した凸形状になり、スライダ本体が記録媒体の面に接触する際には、境界部分が記録媒体の面に接触する。従って、本発明によれば、薄膜磁気ヘッド用スライダと記録媒体との衝突によって記録媒体や薄膜磁気ヘッド素子が損傷することや、薄膜磁気ヘッド用スライダと記録媒体とが吸着することを防止しながら、磁気スペースを縮小することが可能になるという効果を奏する。
【0164】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、第2の部分は、記録媒体が回転している間、境界部分よりも空気流入端が記録媒体から離れるように記録媒体の面に対して傾くものであってもよい。この場合、薄膜磁気ヘッド素子は記録媒体の面に接近する。従って、本発明によれば、記録媒体が回転している間、薄膜磁気ヘッド素子を記録媒体の面の近くに配置しながら、第2の部分を、薄膜磁気ヘッド素子に比べて記録媒体から離すことができる。従って、本発明によれば、磁気スペースをより縮小しながら、薄膜磁気ヘッド用スライダと記録媒体との衝突を防止することができるという効果を奏する。
【0165】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、スライダ本体は、記録媒体が静止している間は記録媒体の面に接触し、記録媒体が回転している間は記録媒体の面から離れ、また、スライダ本体は、記録媒体の面に対して接触を開始する時に、境界部分が最初に記録媒体の面に接触するものであってもよい。この場合には、記録媒体の面に対するスライダ本体の接触の開始を円滑に行うことができ、その結果、スライダと記録媒体との衝突によって記録媒体や薄膜磁気ヘッド素子の損傷が生じることを防止することができるという効果を奏する。
【0166】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、スライダ本体は、記録媒体が静止している間は記録媒体の面に接触し、記録媒体が回転している間は記録媒体の面から離れ、また、スライダ本体は、記録媒体の面から離れる時に、境界部分が最後に記録媒体の面から離れるものであってもよい。この場合には、記録媒体の面からのスライダ本体の分離を円滑に行うことができ、その結果、スライダと記録媒体との衝突によって記録媒体や薄膜磁気ヘッド素子の損傷が生じることを防止することができるという効果を奏する。
【0167】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、記録媒体が回転している間および記録媒体が静止している間のいずれにおいても、スライダ本体は境界部分において記録媒体の面に接触し、且つ第1の部分および第2の部分は、空気流出端および空気流入端が記録媒体から離れるように記録媒体の面に対して傾くものであってもよい。この場合には、スライダ本体が記録媒体の面に接触したり離れたりすることによるスライダ本体と記録媒体との衝突の発生を防止することができるという効果を奏する。
【0168】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダでは、媒体対向面は、境界部分を含む領域において形成された凹部を有する。従って、本発明によれば、スライダ本体と記録媒体の面との接触面積を小さくでき、その結果、スライダ本体と記録媒体の面との摩擦抵抗を小さくすることができるという効果を奏する。
【0169】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、スライダ本体は、記録媒体に向く面を有し薄膜磁気ヘッド素子の下地となる基板部と、記録媒体に向く面を有し薄膜磁気ヘッド素子を囲う絶縁部とを含み、絶縁部の記録媒体に向く面は、基板部の記録媒体に向く面のうちの、絶縁部の記録媒体に向く面に隣接する部分よりも、記録媒体から離れた位置に配置されていてもよい。この場合には、媒体対向面の第1の部分のうち基板部に含まれる部分を記録媒体の面に接触させることにより、磁気スペースを極めて小さくすることができるという効果を奏する。
【0170】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダにおいて、第1の部分のうち基板部に含まれる部分の空気通過方向の長さは、基板部全体の空気通過方向の長さの50%以下であってもよい。この場合には、記録媒体の回転時に、基板部全体のうち、記録媒体の面に接近する部分の長さが、記録媒体の面から離れる部分の長さ以下になり、スライダと記録媒体との衝突をより確実に防止することができるという効果を奏する。
【0171】
また、本発明の製造方法によって製造される薄膜磁気ヘッド用スライダでは、スライダ本体の媒体対向面は、空気流出端に近い第1の部分と、空気流入端に近い第2の部分と、第1の部分と第2の部分との間の境界部分とを有し、媒体対向面全体の形状が境界部分において屈曲した凸形状になるように、第2の部分は第1の部分に対して傾斜している。このスライダでは、媒体対向面全体の形状が境界部分において屈曲した凸形状になり、スライダ本体が記録媒体の面に接触する際には、境界部分が記録媒体の面に接触する。従って、本発明によれば、薄膜磁気ヘッド用スライダと記録媒体との衝突によって記録媒体や薄膜磁気ヘッド素子が損傷することや、薄膜磁気ヘッド用スライダと記録媒体とが吸着することを防止しながら、磁気スペースを縮小することが可能になるという効果を奏する。
【0172】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法では、スライダ用素材を加工する工程は、媒体対向面における境界部分を含む領域に凹部を形成する工程を含む。従って、本発明によれば、スライダ本体と記録媒体の面との接触面積を小さくでき、その結果、スライダ本体と記録媒体の面との摩擦抵抗を小さくすることができるという効果を奏する。
【0173】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法において、スライダ本体となる部分は、記録媒体に向く面を有し薄膜磁気ヘッド素子の下地となる基板部と、記録媒体に向く面を有し薄膜磁気ヘッド素子を囲う絶縁部とを含み、絶縁部の記録媒体に向く面は、基板部の記録媒体に向く面のうちの、絶縁部の記録媒体に向く面に隣接する部分よりも、記録媒体から離れた位置に配置されてもよい。この場合には、媒体対向面の第1の部分のうち基板部に含まれる部分を記録媒体の面に接触させることにより、磁気スペースを極めて小さくすることができるという効果を奏する。
【0174】
また、本発明の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法において、第1の部分のうち基板部に含まれる部分の空気通過方向の長さは、基板部全体の空気通過方向の長さの50%以下であってもよい。この場合には、記録媒体の回転時に、基板部全体のうち、記録媒体の面に接近する部分の長さが、記録媒体の面から離れる部分の長さ以下になり、スライダと記録媒体との衝突をより確実に防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るスライダの側面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係るスライダの斜視図である。
【図3】薄膜磁気ヘッド素子の製造方法の一例における一工程を示す断面図である。
【図4】図3に続く工程を説明するための断面図である。
【図5】図4に続く工程を説明するための断面図である。
【図6】図5に続く工程を説明するための断面図である。
【図7】図6に続く工程を説明するための断面図である。
【図8】薄膜磁気ヘッド素子の一例の構成を示す断面図である。
【図9】図8に示した薄膜磁気ヘッド素子の主要部分を示す平面図である。
【図10】本発明の第1の実施の形態に係るスライダの製造方法で使用されるウェハにおけるスライダ部分の配列を示す斜視図である。
【図11】本発明の第1の実施の形態においてバーの研磨を行うための研磨装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図12】図11に示した研磨装置の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図13】本発明の第1の実施の形態に係るスライダの製造方法における一工程を示す側面図である。
【図14】図13に続く工程を説明するための側面図である。
【図15】図14に続く工程を説明するための側面図である。
【図16】図15に続く工程を説明するための側面図である。
【図17】図16に続く工程を説明するための側面図である。
【図18】本発明の第1の実施の形態に係るスライダの形状の一例を示す側面図である。
【図19】本発明の第1の実施の形態に係るスライダが取り付けられるヘッドジンバルアセンブリを示す斜視図である。
【図20】本発明の第1の実施の形態に係るスライダが用いられるハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図21】本発明の第1の実施の形態に係るスライダが用いられるハードディスク装置の平面図である。
【図22】記録媒体回転時における本発明の第1の実施の形態に係るスライダの状態を示す側面図である。
【図23】記録媒体静止時における本発明の第1の実施の形態に係るスライダの状態を示す側面図である。
【図24】本発明の第1の実施の形態に係るスライダの薄膜磁気ヘッド素子における再生出力の波形の一例を示す波形図である。
【図25】本発明の第1の実施の形態に係るスライダの他の形状の例を示す側面図である。
【図26】本発明の第2の実施の形態に係るスライダの構成の一例を示す斜視図である。
【図27】記録媒体回転時および静止時における図26に示したスライダの状態を示す側面図である。
【図28】本発明の第2の実施の形態に係るスライダの構成の他の例を示す斜視図である。
【図29】本発明の第3の実施の形態に係るスライダの斜視図である。
【図30】記録媒体回転時における図29に示したスライダの状態を示す側面図である。
【図31】記録媒体回転時における本発明の第4の実施の形態に係るスライダの状態を示す側面図である。
【図32】本発明の第4の実施の形態に係るスライダの構成の一例を示す斜視図である。
【図33】本発明の第4の実施の形態に係るスライダの構成の他の例を示す斜視図である。
【図34】従来の薄膜磁気ヘッド素子の製造方法における一工程を説明するための断面図である。
【図35】図34に続く工程を説明するための断面図である。
【図36】図35に続く工程を説明するための断面図である。
【図37】従来の薄膜磁気ヘッド素子の断面図である。
【図38】従来の薄膜磁気ヘッド素子の平面図である。
【図39】従来のスライダのエアベアリング面の構成の一例を示す底面図である。
【図40】記録媒体が静止している状態における従来のスライダと記録媒体とを示す断面図である。
【図41】図39における上側から見た従来のスライダを示す正面図である。
【図42】記録媒体が停止している状態から回転を開始した直後における従来のスライダと記録媒体とを示す断面図である。
【図43】記録媒体の表面から浮上した状態の従来のスライダを示す断面図である。
【符号の説明】
1…基板、2…絶縁層、3…下部シールド層、5…MR素子、8…下部磁極層、10…薄膜コイル、12…記録ギャップ層、13…上部磁極層、17…オーバーコート層、20…スライダ、21…スライダ本体、22…薄膜磁気ヘッド素子、23…基板部、24…絶縁部、25…保護層、30…エアベアリング面、31…第1の部分、32…第2の部分、33…境界部分、41…空気流入端、42…空気流出端。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin film magnetic head slider having a medium facing surface facing a recording medium and a thin film magnetic head element disposed in the vicinity of the medium facing surface, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the improvement in the surface recording density of hard disk devices, there has been a demand for improved performance of thin film magnetic heads. As a thin film magnetic head, a composite type having a structure in which a recording head having an inductive electromagnetic transducer for writing and a reproducing head having a magnetoresistive element for reading (hereinafter also referred to as MR (Magnetoresistive) element) are stacked. Thin film magnetic heads are widely used. MR elements include an AMR element using an anisotropic magnetoresistive effect and a GMR element using a giant magnetoresistive effect. A reproducing head using an AMR element is an AMR head or This is simply called an MR head, and a reproducing head using a GMR element is called a GMR head. The AMR head has a surface recording density of 1 gigabit / (inch). 2 The GMR head has a surface recording density of 3 gigabits / (inch). 2 It is used as a playback head that exceeds. In recent years, almost GMR heads have been used.
[0003]
As a method of improving the performance of the reproducing head, the MR film is changed from an AMR film to a material having excellent magnetoresistive sensitivity such as a GMR film, and the pattern width of the MR film, that is, the reproducing track width and MR height are appropriately set. There are ways to do this. The MR height refers to the length (height) from the end of the MR element on the air bearing surface side to the opposite end. The air bearing surface is a surface facing the magnetic recording medium in the thin film magnetic head.
[0004]
On the other hand, with an improvement in the performance of the reproducing head, an improvement in the performance of the recording head is also required. In order to increase the surface recording density of the performance of the recording head, it is necessary to increase the recording track density. For this purpose, it is necessary to realize a recording head having a narrow track structure in which the width of the lower and upper magnetic poles formed above and below the recording gap layer on the air bearing surface is reduced from several microns to sub-micron dimensions. In order to achieve this, semiconductor processing technology is used. Further, as another factor that determines the performance of the recording head, there is a pattern width, in particular, a throat height. The throat height refers to the length (height) from the end on the air bearing surface side to the end on the opposite side of the portion where the two magnetic pole layers face each other with the recording gap layer interposed therebetween. In order to improve the performance of the recording head, it is desired to reduce the throat height. This throat height is determined by the amount of polishing when the air bearing surface is processed.
[0005]
Thus, in order to improve the performance of the thin film magnetic head, it is important to form the recording head and the reproducing head in a balanced manner.
[0006]
Conditions required for a thin film magnetic head that enables high-density recording include a reduction in the reproduction track width, an increase in reproduction output, and a reduction in noise for the reproduction head, and a reduction of the recording track for the recording head. There are improvements in overwrite characteristics, which are characteristics when data is overwritten in areas where data has already been written on the recording medium, and non-linear transition shift.
[0007]
By the way, a floating thin film magnetic head used in a hard disk device or the like is generally constituted by a slider having a thin film magnetic head element formed at the rear end. The slider is slightly lifted from the surface of the recording medium by the air flow generated by the rotation of the recording medium.
[0008]
Here, an example of a conventional method of manufacturing a thin film magnetic head element will be described with reference to FIGS. 34 to 37, (a) shows a cross section perpendicular to the air bearing surface, and (b) shows a cross section parallel to the air bearing surface of the magnetic pole portion.
[0009]
In this manufacturing method, first, as shown in FIG. 34, for example, aluminum oxide / titanium carbide (Al 2 O Three On the substrate 101 made of TiC, for example, alumina (Al 2 O Three The insulating layer 102 is deposited to a thickness of about 5 to 10 μm. Next, a lower shield layer 103 for a reproducing head made of a magnetic material is formed on the insulating layer 102.
[0010]
Next, a lower shield gap film 104 made of an insulating material such as alumina is formed on the lower shield layer 103 to a thickness of, for example, 100 to 200 nm by sputtering, for example. Next, the reproducing MR element 105 is formed on the lower shield gap film 104 to a thickness of several tens of nm. Next, a pair of electrode layers 106 electrically connected to the MR element 105 is formed on the lower shield gap film 104.
[0011]
Next, an upper shield gap film 107 made of an insulating material such as alumina is formed on the lower shield gap film 104, the MR element 105, and the electrode layer 106 by, for example, sputtering, and the MR element 105 is shielded from the shield gap films 104, 107. Buried inside.
[0012]
Next, an upper shield layer / lower magnetic pole layer (hereinafter referred to as a lower magnetic pole layer) 108 made of a magnetic material and used for both the reproducing head and the recording head is formed on the upper shield gap film 107 with a thickness of about 3 μm. Form to thickness.
[0013]
Next, as shown in FIG. 35, a recording gap layer 109 made of an insulating film such as an alumina film is formed on the bottom pole layer 108 to a thickness of 0.2 μm. Next, in order to form a magnetic path, the recording gap layer 109 is partially etched to form a contact hole 109a. Next, an upper magnetic pole chip 110 made of a magnetic material for a recording head is formed on the recording gap layer 109 in the magnetic pole portion to a thickness of 0.5 to 1.0 μm. At the same time, a magnetic layer 119 made of a magnetic material for magnetic path formation is formed on the contact hole 109a for magnetic path formation.
[0014]
Next, as shown in FIG. 36, the recording gap layer 109 and the bottom pole layer 108 are etched by ion milling using the top pole tip 110 as a mask. As shown in FIG. 36 (b), the structure in which the side walls of the upper magnetic pole portion (upper magnetic pole chip 110), the recording gap layer 109, and a part of the lower magnetic pole layer 108 are vertically formed in a self-aligned manner is trimmed. It is called (Trim) structure.
[0015]
Next, an insulating layer 111 made of, for example, an alumina film is formed on the entire surface to a thickness of about 3 μm. Next, the insulating layer 111 is polished and flattened to reach the surfaces of the top pole tip 110 and the magnetic layer 119.
[0016]
Next, a first-layer thin film coil 112 for an inductive recording head made of, for example, copper (Cu) is formed on the planarized insulating layer 111. Next, a photoresist layer 113 is formed in a predetermined pattern on the insulating layer 111 and the coil 112. Next, heat treatment is performed at a predetermined temperature in order to flatten the surface of the photoresist layer 113. Next, a second thin film coil 114 is formed on the photoresist layer 113. Next, a photoresist layer 115 is formed in a predetermined pattern on the photoresist layer 113 and the coil 114. Next, heat treatment is performed at a predetermined temperature in order to flatten the surface of the photoresist layer 115.
[0017]
Next, as shown in FIG. 37, a magnetic material for a recording head, for example, an upper magnetic pole layer 116 made of permalloy (NiFe) is formed on the upper magnetic pole chip 110, the photoresist layers 113 and 115, and the magnetic layer 119. To do. Next, an overcoat layer 117 made of alumina, for example, is formed on the top pole layer 116. Finally, the slider including the above layers is machined to form the air bearing surface 118 of the recording head and the reproducing head, thereby completing the thin film magnetic head element.
[0018]
FIG. 38 is a plan view of the thin film magnetic head element shown in FIG. In this figure, the overcoat layer 117 and other insulating layers and insulating films are omitted.
[0019]
Next, the configuration and operation of a conventional slider will be described with reference to FIGS. FIG. 39 is a bottom view showing an example of a configuration of an air bearing surface of a conventional slider. As shown in this figure, the air bearing surface of the slider 120 is formed in a shape necessary to slightly lift the slider 120 from the surface of the recording medium by the air flow generated by the rotation of the recording medium such as a magnetic disk. Yes. In FIG. 39, reference numeral 121a represents a convex portion, and 121b represents a concave portion. Further, a thin film magnetic head element 122 is disposed in the vicinity of the air outflow end (the upper end in FIG. 39) of the slider 120 and in the vicinity of the air bearing surface. The configuration of the thin film magnetic head element 122 is as shown in FIG. 37, for example. The A part in FIG. 39 corresponds to FIG.
[0020]
The slider 120 is manufactured as follows. First, a bar in which portions (hereinafter referred to as slider portions) each including a thin film magnetic head element 122 (hereinafter referred to as slider portions) are arranged in a plurality of rows is cut in one direction, and the slider portions are called bars arranged in a row. Form a block. Next, this bar is polished to form an air bearing surface, and further, a convex portion 121a and a concave portion 121b are formed. Next, the bar is cut and separated into sliders 120.
[0021]
FIG. 40 is a cross-sectional view showing the slider 120 and the recording medium 140 when the recording medium 140 is stationary. In FIG. 40, the slider 120 is represented by a cross section taken along line 40-40 in FIG. FIG. 41 shows the slider 120 as viewed from above in FIG.
[0022]
As shown in FIG. 40, most of the slider 120 is composed of a substrate 101 made of, for example, aluminum oxide / titanium carbide. The remaining part of the slider 120 includes an insulating part 127 made of alumina, for example, and a thin film magnetic head element 122 formed in the insulating part 127. Most of the insulating portion 127 is an overcoat layer 117.
[0023]
In the slider 120 shown in FIGS. 40 and 41, in order to prevent corrosion of the lower shield layer 103, the lower magnetic pole layer 108, the upper magnetic pole tip 110, the upper magnetic pole layer 116, etc., diamond-like carbon ( A protective layer 128 using DLC) or the like is formed.
[0024]
FIG. 42 is a cross-sectional view showing the slider 120 and the recording medium 140 immediately after the rotation starts from the state where the recording medium 140 is stopped. FIG. 43 shows a state where the recording medium 140 rotates, the slider 120 floats from the surface of the recording medium 140, and recording and reproduction are performed by the thin film magnetic head element 122. When the slider 120 floats, the shortest distance H11 between the slider 120 and the recording medium 140 is about 8 to 10 nm, and the distance H12 between the air outflow end of the slider 120 and the recording medium 140 is about 100 to 500 nm.
[0025]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, there are a method of increasing the linear recording density and a method of increasing the track density as a method of improving the performance of the hard disk device, particularly the surface recording density. When designing a high-performance hard disk drive, specific measures for the entire recording head, reproducing head, or thin-film magnetic head differ depending on whether the focus is on linear recording density or track density. That is, in the case of designing with an emphasis on track density, for example, it is required to reduce the track width in both the recording head and the reproducing head.
[0026]
On the other hand, in the case of designing with an emphasis on linear recording density, for example, in the reproducing head, it is required to improve the reproducing output and to reduce the shield gap length which is the distance between the lower shield layer and the upper shield layer. . In the case of designing with an emphasis on linear recording density, further reduction in the distance between the recording medium and the thin film magnetic head element (hereinafter referred to as magnetic space) is required.
[0027]
Reduction of the magnetic space is achieved by reducing the flying height of the slider. The reduction of the magnetic space contributes to the improvement of the reproduction output in the reproducing head and the improvement of the overwrite characteristic in the recording head.
[0028]
Hereinafter, problems in reducing the magnetic space will be described. Conventionally, the air bearing surface of the slider 120 has been polished on a rotating tin surface plate using, for example, diamond slurry.
[0029]
By the way, there is a difference in hardness among a plurality of materials constituting the slider 120. For example, aluminum oxide / titanium carbide, which is a ceramic material used for the substrate 101, and a magnetic material used for the lower shield layer 103, the lower magnetic pole layer 108, the upper magnetic pole chip 110, the upper magnetic pole layer 116, etc., for example, NiFe, Comparing the hardness with alumina used for the insulating portion 127, the hardness of aluminum oxide / titanium carbide is the largest, the hardness of NiFe is the smallest, and the hardness of alumina is intermediate between the hardness of aluminum oxide / titanium carbide and the hardness of NiFe. It is.
[0030]
When the slider 120 including a plurality of layers having different hardnesses as described above is polished on a tin surface plate using diamond slurry as an abrasive, a step may be generated between the plurality of layers having different hardnesses. For example, as illustrated in FIG. 40, a step is generated between the insulating portion 127 and the substrate 101 so that the insulating portion 127 is retracted with respect to the substrate 101. The step size R is, for example, 3 to 5 nm. Although not shown, a step of about 1 to 2 nm is formed between a layer made of a magnetic material such as NiFe, for example, the upper magnetic pole layer 116 and the insulating part 127 in a state where the upper magnetic pole layer 116 is retracted with respect to the insulating part 127. Occurs. These steps have prevented the magnetic space from being reduced.
[0031]
As described above, in the conventional thin film magnetic head, a step is generated in a state where the portion corresponding to the thin film magnetic head element 122 is retracted more than the other portion on the air bearing surface of the slider 120, thereby reducing the magnetic space. As a result, there is a problem that it is difficult to improve the recording density.
[0032]
In addition, since it is difficult to reduce the magnetic space in the conventional thin film magnetic head as described above, the improvement of the reproducing head characteristics such as the improvement of the reproducing output and the reduction of the half-value width is particularly sufficient. It was not possible to plan. For this reason, conventionally, there has been a problem that the error rate of the hard disk device for high-density recording is increased and the yield of the hard disk device is decreased.
[0033]
On the other hand, when the magnetic space is reduced, the slider and the recording medium are likely to collide, and the recording medium and the thin film magnetic head element are likely to be damaged. In order to prevent this, it is necessary to improve the smoothness of the surface of the recording medium. However, when the smoothness of the surface of the recording medium is increased, the slider and the recording medium are easily attracted. As a result, there is a problem that when the recording medium starts rotating from a state where the recording medium is stopped and the slider is in contact with the recording medium, the slider is hardly separated from the recording medium.
[0034]
Conventionally, in order to prevent the slider and the recording medium from adsorbing, a crown or camber is formed on the air bearing surface of the slider. The crown refers to a convex surface that is gently curved in the longitudinal direction of the slider 120, as shown in FIG. The camber refers to a convex surface that is gently curved in the width direction of the slider 120 as shown in FIG. The height difference C1 in the crown is about 10 to 50 nm. The height difference C2 in the camber is about 5 to 20 nm.
[0035]
Conventionally, the crown has been formed by changing the posture of the bar with respect to the surface plate, for example, when polishing the air bearing surface of the bar.
[0036]
On the other hand, the camber has been conventionally formed by, for example, the following method. That is, first, the air bearing surface of the bar is polished in order to adjust the MR height, and then a cut is made by a diamond grinder or the like at a planned cutting position between the slider portions of the bar. Next, the air bearing surface of the bar is lightly repolished on the concave surface plate.
[0037]
However, in the above method for forming the camber, after the MR height is accurately adjusted by polishing the air bearing surface of the bar, the bar air bearing surface is again polished by about 10 to 20 nm in order to form the camber. To do. Therefore, this method has a problem that the MR height may deviate from a desired value. Also, in this method, when polishing the air bearing surface of the bar on the concave surface plate, the bar may be scratched by dirt on the surface plate or dust on the surface plate, and the yield of the thin film magnetic head There is a problem of lowering. In this method, when the air bearing surface of the bar is polished on the concave surface plate, the electrode layer shaving powder connected to the MR element is sandwiched between the air bearing surface and the surface plate. In some cases, a defect called smear may occur. This smear may cause an electrical short between the MR element and the shield layer. This short circuit deteriorates the characteristics of the reproducing head by reducing the sensitivity of the reproducing head or generating noise in the reproduction output.
[0038]
Further, when a crown or camber is formed on the air bearing surface of the slider, there is a problem that the manufacturing cost of the slider increases due to the existence of these forming processes.
[0039]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and its object is to damage a recording medium or a thin film magnetic head element due to a collision between a thin film magnetic head slider and a recording medium, or to detect a thin film magnetic head slider and a recording medium. An object of the present invention is to provide a slider for a thin film magnetic head and a method of manufacturing the same, which can reduce the magnetic space while preventing the medium from adsorbing.
[0040]
[Means for Solving the Problems]
The slider for a thin film magnetic head of the present invention is
A slider body having a medium facing surface facing the rotating recording medium, an air inflow end, and an air outflow end;
A thin film magnetic head element disposed in the vicinity of the air outflow end of the slider body and in the vicinity of the medium facing surface;
The medium facing surface includes a first portion close to the air outflow end, a second portion close to the air inflow end, and a boundary portion between the first portion and the second portion. The second portion is inclined with respect to the first portion so that the entire shape becomes a convex shape bent at the boundary portion.
[0041]
In the slider for the thin film magnetic head of the present invention, the shape of the entire medium facing surface is a convex shape bent at the boundary portion, and when the slider body contacts the surface of the recording medium, the boundary portion contacts the surface of the recording medium. To do.
[0042]
In the slider for a thin film magnetic head of the present invention, the second portion is inclined with respect to the surface of the recording medium so that the air inflow end is farther from the recording medium than the boundary portion while the recording medium is rotating. May be. In this case, while the recording medium is rotating, the angle formed by the second portion and the surface of the recording medium may be 30 ° or less.
[0043]
In the slider for a thin film magnetic head according to the present invention, the slider body contacts the surface of the recording medium while the recording medium is stationary, and separates from the surface of the recording medium while the recording medium is rotating. There may be. In this case, when the slider main body starts to contact the surface of the recording medium, the boundary portion may first contact the surface of the recording medium. Further, when the slider main body is separated from the surface of the recording medium, the boundary portion may be finally separated from the surface of the recording medium.
[0044]
In the slider for a thin film magnetic head of the present invention, the medium facing surface may have irregularities for controlling the attitude of the slider body when the recording medium rotates.
[0045]
In the slider for a thin film magnetic head according to the present invention, the slider body contacts the surface of the recording medium at the boundary portion while the recording medium is rotating and the recording medium is stationary. The portion and the second portion may be inclined with respect to the surface of the recording medium such that the air outflow end and the air inflow end are separated from the recording medium.
[0046]
In the slider for a thin film magnetic head according to the present invention, the angle formed by the first portion and the second portion may be 30 ° or less.
[0047]
In the slider for a thin film magnetic head of the present invention, the medium facing surface may have a recess formed in a region including the boundary portion.
[0048]
In the slider for a thin film magnetic head according to the present invention, the slider main body has a surface facing the recording medium and a base portion of the thin film magnetic head element and a surface facing the recording medium and surrounds the thin film magnetic head element. And an insulating part. In this case, the medium facing surface may have a concave portion formed in a region including the boundary portion, and the concave portion may be formed in the substrate portion.
[0049]
In the thin film magnetic head slider of the present invention, when the slider main body includes a substrate portion and an insulating portion, the slider main body further includes a protective layer covering the surface of the substrate portion and the insulating portion facing each recording medium. May be included. In this case, the medium facing surface may have a recess formed in a region including the boundary portion, and the recess may be formed in the protective layer. The protective layer may be made of alumina or diamond-like carbon.
[0050]
In the thin film magnetic head slider of the present invention, when the slider body includes the substrate portion and the insulating portion, the surface of the insulating portion facing the recording medium is the insulating surface of the surface of the substrate portion facing the recording medium. It may be arranged at a position farther from the recording medium than a part adjacent to the surface facing the recording medium. In this case, the first slider body is in contact with the surface of the recording medium and at least while the recording medium is rotating, both while the recording medium is rotating and while the recording medium is stationary. Of these portions, the portion included in the substrate portion may contact the surface of the recording medium.
[0051]
In the thin film magnetic head slider of the present invention, when the slider main body includes the substrate portion and the insulating portion, the length of the portion of the first portion included in the substrate portion in the air passage direction is the substrate portion. It may be 50% or less of the entire length in the air passing direction.
[0052]
A method of manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to the present invention includes a slider main body having a medium facing surface facing the rotating recording medium, an air inflow end, and an air outflow end, and a medium near the air outflow end of the slider main body. A thin film magnetic head element disposed in the vicinity of the facing surface, wherein the medium facing surface has a first portion near the air outflow end, a second portion near the air inflow end, a first portion, and a second portion. And the second portion is inclined with respect to the first portion so that the shape of the entire medium facing surface is a convex shape bent at the boundary portion. This is a method for manufacturing a slider for a head.
[0053]
The method for manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to the present invention includes:
Forming a slider material including a slider body and a thin film magnetic head element;
The slider material includes a step of processing the slider material so that the medium facing surface having the first portion, the second portion, and the boundary portion, the air inflow end, and the air outflow end are formed. It is.
[0054]
In the slider for a thin film magnetic head manufactured by the manufacturing method of the present invention, the shape of the entire medium facing surface is a convex shape bent at the boundary portion, and when the slider body contacts the surface of the recording medium, the boundary portion is Touch the surface of the recording medium.
[0055]
In the method of manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to the present invention, the step of processing the slider material includes a step of polishing the slider material to form the first portion, and a slider to form the second portion. And polishing a material for use.
[0056]
In the method for manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to the present invention, the step of processing the slider material includes a step of forming irregularities on the medium facing surface for controlling the attitude of the slider body during rotation of the recording medium. May be included.
[0057]
In the method for manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to the present invention, the angle formed by the first portion and the second portion may be 30 ° or less.
[0058]
In the method for manufacturing a slider for a thin film magnetic head of the present invention, the step of processing the slider material may include a step of forming a recess in a region including the boundary portion on the medium facing surface.
[0059]
Further, in the method for manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to the present invention, the portion serving as the slider body has a surface facing the recording medium, a substrate portion serving as a base for the thin film magnetic head element, and a surface facing the recording medium. And an insulating part surrounding the thin film magnetic head element. In this case, the step of processing the slider material may include a step of forming a recess in a region including the boundary portion on the medium facing surface by etching the substrate portion.
[0060]
Further, in the method for manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to the present invention, when the portion to be the slider body includes a substrate portion and an insulating portion, the step of processing the slider material is performed for each recording of the substrate portion and the insulating portion. A step of forming a protective layer covering the surface facing the medium may be included. The step of processing the slider material may include a step of forming a recess in a region including the boundary portion on the medium facing surface by etching the protective layer. The protective layer may be made of alumina or diamond-like carbon.
[0061]
Further, in the method for manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to the present invention, when the portion serving as the slider body includes a substrate portion and an insulating portion, the surface of the insulating portion facing the recording medium faces the recording medium of the substrate portion. It may be arranged at a position farther from the recording medium than a portion of the surface adjacent to the surface of the insulating portion facing the recording medium. Further, the length in the air passage direction of the portion included in the substrate portion in the first portion may be 50% or less of the length in the air passage direction of the entire substrate portion.
[0062]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, the configuration of a slider for a thin film magnetic head (hereinafter simply referred to as a slider) according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view of a slider according to the present embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of the slider according to the present embodiment.
[0063]
The slider 20 according to the present embodiment includes a slider body 21 and a thin film magnetic head element 22. The slider body 21 has an air bearing surface 30 as a medium facing surface facing the rotating recording medium, an air inflow end 41 that is an end into which an air flow generated by the rotation of the recording medium flows, and this air flow flows out. It has the air outflow end 42 which is an edge part. The thin film magnetic head element 22 is disposed in the vicinity of the air outflow end 42 in the slider body 21 and in the vicinity of the air bearing surface 30.
[0064]
The air bearing surface 30 includes a first portion 31 close to the air outflow end 42, a second portion 32 close to the air inflow end 41, and a boundary portion 33 between the first portion 31 and the second portion 32. And have. The first portion 31 is parallel to the surface of the slider body 21 opposite to the air bearing surface 30. The second portion 32 is inclined with respect to the first portion 31 so that the entire shape of the air bearing surface 30 is a convex shape (roof shape) bent at the boundary portion 33. The angle θ formed by the first portion 31 and the second portion 32 is preferably 30 ° or less.
[0065]
The slider body 21 has a surface facing the recording medium (the lower surface in FIG. 1) and serves as a base for the thin film magnetic head element 22, and a surface facing the recording medium (the lower surface in FIG. 1). And an insulating portion 24 surrounding the thin film magnetic head element 22. The slider body 21 further includes a protective layer 25 that covers the surfaces of the substrate portion 23 and the insulating portion 24 facing the respective recording media. The substrate portion 23 is made of, for example, aluminum oxide / titanium carbide. The insulating part 24 is mainly made of alumina, for example. The protective layer 25 is made of alumina or diamond-like carbon, for example.
[0066]
As shown in FIG. 2, the air bearing surface 30 has irregularities for controlling the posture of the slider body 21 when the recording medium rotates. Specifically, the air bearing surface 30 is larger than the surface 30a closest to the recording medium, a surface 30b having a predetermined first step with respect to the surface 30a, and the first step with respect to the surface 30a. And a surface 30c having a second step. The surface 30a is disposed in the vicinity of both sides of the slider body 21 in the width direction (left and right direction in FIG. 2), the surface 30b is disposed in the vicinity of the air inflow end 41, and the surface 30c extends from the entire air bearing surface 30 to the surfaces 30a and 30a. This is a portion excluding the surface 30b.
[0067]
In the slider 20 according to the present embodiment, a force in a direction away from the recording medium or a force in a direction approaching the recording medium is applied to the slider main body 21 by an air flow according to the shape of the unevenness on the air bearing surface 30. Can do. Therefore, the posture of the slider body 21 when the recording medium is rotated can be controlled by designing the uneven shape on the air bearing surface 30.
[0068]
As shown in FIG. 1, the first portion 31 of the air bearing surface 30 is disposed across the substrate portion 23 and the insulating portion 24. The length L1 in the air passage direction (left-right direction in FIG. 1) of the portion included in the substrate portion 23 of the first portion 31 is 50% or less of the length L0 of the entire substrate portion 23 in the air passage direction. Is preferred.
[0069]
In addition, the length L0 of the whole board | substrate part 23 in the air passage direction is 1.2 mm, for example. On the other hand, the length L3 of the insulating part 24 in the air passage direction is about 30 to 40 μm. Accordingly, the length of the slider main body 21 in the air passage direction is substantially equal to the length L0 of the entire board portion 23 in the air passage direction.
[0070]
Moreover, the height (length in the vertical direction in FIG. 1) H0 of the slider main body 21 at the air outflow end 42 is, for example, 0.3 mm. Moreover, the thickness of the protective layer 25 is about 3-5 nm, for example.
[0071]
Here, as shown in FIG. 1, the distance between the virtual plane including the first portion 31 of the air bearing surface 30 and the air inflow end 41 is referred to as a height difference and is represented by the symbol H1. This height difference H1 is determined by the lengths L0 and L1 and the angle θ. An example of the relationship among the length L1, the angle θ, and the height difference H1 when the length L0 is 1.2 mm is shown below.
[0072]
First, when the length L1 is 10 μm, the height differences H1 when the angle θ is 0.5 °, 1 °, 10 °, and 30 ° are 10.39 μm, 20.77 μm, and 209.83 μm, respectively. 687.05 μm.
[0073]
When the length L1 is 50 μm, the height difference H1 when the angle θ is 0.5 °, 1 °, 10 °, and 30 ° is 10.04 μm, 20.07 μm, and 202.78 μm, respectively. 663.95 μm.
[0074]
When the length L1 is 100 μm, the height differences H1 when the angle θ is 0.5 °, 1 °, 10 °, and 30 ° are 9.60 μm, 19.20 μm, and 193.96 μm, respectively. 635.09 μm.
[0075]
Next, an example of a method for manufacturing the thin film magnetic head element 22 in the slider according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 8, (a) shows a cross section perpendicular to the air bearing surface and the top surface of the substrate, and (b) shows a cross section parallel to the air bearing surface of the magnetic pole portion.
[0076]
In the method of manufacturing the thin film magnetic head element 22 in this example, first, as shown in FIG. 3, for example, aluminum oxide / titanium carbide (Al 2 O Three On the substrate 1 made of TiC, for example, alumina (Al 2 O Three The insulating layer 2 is deposited with a thickness of about 5 μm. Next, a lower shield layer 3 for a reproducing head made of a magnetic material, for example, permalloy, is formed on the insulating layer 2 to a thickness of about 3 μm. For example, the lower shield layer 3 is selectively formed on the insulating layer 2 by plating using a photoresist film as a mask. Next, although not shown, an insulating layer made of alumina, for example, is formed to a thickness of, for example, 4 to 5 μm on the entire surface, and is polished by, for example, CMP (chemical mechanical polishing) until the lower shield layer 3 is exposed. Is flattened.
[0077]
Next, as shown in FIG. 4, a lower shield gap film 4 as an insulating film is formed on the lower shield layer 3 to a thickness of about 20 to 40 nm, for example. Next, an MR element 5 for magnetic signal detection is formed on the lower shield gap film 4 to a thickness of several tens of nanometers. One end of the MR element 5 is disposed on the air bearing surface 30. The MR element 5 is formed, for example, by selectively etching an MR film formed by sputtering. The MR element 5 may be an element using a magnetosensitive film exhibiting a magnetoresistance effect, such as an AMR element, a GMR element, or a TMR (tunnel magnetoresistance effect) element. Next, a pair of electrode layers 6 electrically connected to the MR element 5 are formed on the lower shield gap film 4 to a thickness of several tens of nanometers. Next, an upper shield gap film 7 as an insulating film is formed on the lower shield gap film 4 and the MR element 5 to a thickness of about 20 to 40 nm, for example, and the MR element 5 is placed in the shield gap films 4 and 7. Buried. Insulating materials used for the shield gap films 4 and 7 include alumina, aluminum nitride, diamond-like carbon (DLC), and the like. The shield gap films 4 and 7 may be formed by sputtering or chemical vapor deposition (CVD).
[0078]
Next, a first layer of an upper shield layer / lower magnetic pole layer (hereinafter referred to as a lower magnetic pole layer) 8 made of a magnetic material and used for both the reproducing head and the recording head is formed on the upper shield gap film 7. 8a is selectively formed with a thickness of about 1.0 to 1.5 μm. The lower magnetic pole layer 8 is composed of the first layer 8a, a second layer 8b, and a third layer 8c described later. The first layer 8a of the bottom pole layer 8 is disposed at a position facing at least a part of a thin film coil described later.
[0079]
Next, the second layer 8b and the third layer 8c of the bottom pole layer 8 are formed on the first layer 8a of the bottom pole layer 8 to a thickness of about 1.5 to 2.5 μm. The second layer 8b forms a magnetic pole portion of the lower magnetic pole layer 8, and is connected to a surface of the first layer 8a on the recording gap layer side (upper side in FIG. 4) described later. The third layer 8c is a portion for connecting the first layer 8a and an upper magnetic pole layer described later, and is disposed at a position near the center of the thin film coil described later. The position of the end of the second layer 8b opposite to the air bearing surface 30 in the portion facing the upper magnetic pole layer defines the throat height.
[0080]
The second layer 8b and the third layer 8c of the bottom pole layer 8 are made of NiFe (Ni: 80 wt%, Fe: 20 wt%) or NiFe (Ni: 45 wt%, Fe, which is a high saturation magnetic flux density material). : 55 wt%) or the like, and may be formed by plating, or may be formed by sputtering using a material such as FeN or FeZrN which is a high saturation magnetic flux density material. In addition, CoFe, a Co-based amorphous material, which is a high saturation magnetic flux density material, or the like may be used.
[0081]
Next, as shown in FIG. 5, an insulating film 9 made of alumina, for example, is formed to a thickness of about 0.3 to 0.6 [mu] m.
[0082]
Next, the photoresist is patterned by a photolithography process to form a frame (not shown) for forming the thin film coil by a frame plating method. Next, using this frame, a thin film coil 10 made of, for example, copper (Cu) is formed, for example, with a thickness of about 1.0 to 2.0 μm and a coil pitch of 1.2 to 2.0 by frame plating. To do. Next, the frame is removed. In the figure, reference numeral 10a indicates a connection portion for connecting the thin film coil 10 to a conductive layer (lead) described later.
[0083]
Next, as shown in FIG. 6, an insulating layer 11 made of alumina, for example, is formed on the whole with a thickness of about 3 to 4 μm. Next, the insulating layer 11 is polished and planarized by, for example, CMP until the second layer 8b and the third layer 8c of the bottom pole layer 8 are exposed. Here, in FIG. 6A, the thin film coil 10 is not exposed, but the thin film coil 10 may be exposed.
[0084]
Next, the recording gap layer 12 made of an insulating material is formed on the second layer 8b and the third layer 8c of the exposed bottom pole layer 8 and the insulating layer 11 to a thickness of 0.2 to 0.3 μm, for example. Form. Generally, the insulating material used for the recording gap layer 12 includes alumina, aluminum nitride, silicon oxide-based material, silicon nitride-based material, diamond-like carbon (DLC), and the like. The recording gap layer 12 may be formed by sputtering or CVD.
[0085]
Next, in order to form a magnetic path, the recording gap layer 12 is partially etched on the third layer 8c of the bottom pole layer 8 to form a contact hole. Further, in the portion above the connection portion 10a of the thin film coil 10, the recording gap layer 12 and the insulating layer 11 are partially etched to form a contact hole.
[0086]
Next, as shown in FIG. 7, the upper magnetic pole layer 13 is formed on the recording gap layer 12 from the air bearing surface 30 to the portion of the lower magnetic pole layer 8 on the third layer 8 c by about 2.0-3. The conductive layer 16 is formed to a thickness of about 2.0 to 3.0 μm so as to be connected to the connection portion 10 a of the thin film coil 10. The upper magnetic pole layer 13 is in contact with the third layer 8c of the lower magnetic pole layer 8 through a contact hole formed in a portion of the lower magnetic pole layer 8 above the third layer 8c, and is magnetically coupled. Yes.
[0087]
The upper magnetic pole layer 13 is made of NiFe (Ni: 80% by weight, Fe: 20% by weight) or NiFe (Ni: 45% by weight, Fe: 55% by weight), which is a high saturation magnetic flux density material. It may be formed, or may be formed by sputtering using a material such as FeN or FeZrN which is a high saturation magnetic flux density material. In addition, CoFe, a Co-based amorphous material, which is a high saturation magnetic flux density material, or the like may be used. Further, in order to improve the high frequency characteristics, the upper magnetic pole layer 13 may have a structure in which an inorganic insulating film and a magnetic layer such as permalloy are stacked in layers.
[0088]
Next, the recording gap layer 12 is selectively etched by dry etching using the upper magnetic pole layer 13 as a mask. For dry etching at this time, for example, BCl 2 , Cl 2 Chlorine gas such as CF, CF Four , SF 6 Reactive ion etching (RIE) using a gas such as a fluorine-based gas is used. Next, the second layer 8b of the bottom pole layer 8 is selectively etched by about 0.3 to 0.6 [mu] m by, for example, argon ion milling to obtain a trim structure as shown in FIG. . According to this trim structure, it is possible to prevent an effective increase in track width due to the spread of magnetic flux generated when writing a narrow track.
[0089]
Next, as shown in FIG. 8, an overcoat layer 17 made of alumina, for example, is formed on the whole to a thickness of 20 to 40 μm, the surface thereof is flattened, and an electrode pad (not shown) is formed thereon. Form. Finally, the slider including the above layers is polished to form the air bearing surfaces 30 of the recording head and the reproducing head, thereby completing the thin film magnetic head element.
[0090]
FIG. 9 is a plan view showing the main part of the thin film magnetic head element shown in FIG. In FIG. 9, the overcoat layer 17 and other insulating layers and insulating films are omitted.
[0091]
The thin film magnetic head element in this example includes a reproducing head and a recording head (inductive electromagnetic transducer). The reproducing head is arranged such that the MR element 5 for magnetic signal detection and the medium facing surface facing the recording medium, that is, a part on the air bearing surface 30 side are opposed to each other with the MR element 5 interposed therebetween. The lower shield layer 3 and the upper shield layer (lower magnetic pole layer 8) to be shielded are provided.
[0092]
The recording head includes magnetic pole portions that are magnetically coupled to each other and face each other on the air bearing surface 30 side, and each of the lower magnetic pole layer 8 and the upper magnetic pole layer 13 including at least one layer, and the magnetic pole portion of the lower magnetic pole layer 8 And a recording gap layer 12 provided between the upper magnetic pole layer 13 and the magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer 13, and at least part of the recording gap layer 12 is provided between the lower magnetic pole layer 8 and the upper magnetic pole layer 13 in an insulated state A thin film coil 10.
[0093]
The substrate portion 23 of the slider main body 21 shown in FIGS. 1 and 2 is configured by the substrate 1 in FIG. The majority of the insulating portion 24 in the slider body 21 is the overcoat layer 17.
[0094]
Next, an outline of the manufacturing method of the slider according to the present embodiment will be described. In the slider manufacturing method according to the present embodiment, first, a wafer in which portions (hereinafter referred to as slider portions) each serving as a slider 20 are arranged in a plurality of rows is cut in one direction, and the slider portions are arranged in a row. A block called an arrayed bar is formed. The slider portion includes a portion that becomes the slider body 21 and a thin film magnetic head element 22. The bar corresponds to the slider material in the present invention.
[0095]
Next, an air bearing surface 30 having a first portion 31, a second portion 32, and a boundary portion 33, an air inflow end 41, and an air outflow end 42 are formed on the bar. The first portion 31, the second portion 32, and the boundary portion 33 are formed by, for example, performing polishing of the bar twice by changing the posture of the bar with respect to the surface plate using a polishing apparatus. In this case, first, the bar is polished so that the MR height and the throat height in the plurality of slider portions are equal while detecting the resistance values of the MR elements 5 in the plurality of slider portions included in the bar. The surface including the first portion 31 is formed with respect to the bar. Next, the second portion 32 and the boundary portion 33 are formed by changing the posture of the bar with respect to the surface plate and polishing the bar.
[0096]
Thereafter, the surfaces 30a, 30b, 30c are formed on the air bearing surface 30 by, for example, etching. Finally, a bar is cut between adjacent slider portions to separate the sliders 20.
[0097]
FIG. 10 is a perspective view showing the arrangement of the slider portions on the wafer. In FIG. 10, reference numeral 50 indicates a slider portion. The bar includes a plurality of slider portions 50 arranged in a line in the left-right direction in FIG. In FIG. 10, for the sake of clarity, the uppermost slider portion 50 is shown in a state after the air bearing surface is formed.
[0098]
Here, referring to FIG. 11 and FIG. 12, the MR height and the throat height in the plurality of slider portions 50 are made equal while detecting the resistance values of the MR elements 5 of the plurality of slider portions 50 included in the bar. An example of a method for polishing the bar will be described.
[0099]
FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of a polishing apparatus for polishing a bar. The polishing apparatus 51 includes a table 60, a rotating lapping table 61 provided on the table 60, a support 62 provided on the table 60 on the side of the rotating lapping table 61, and the support 62. And a material support 70 attached via an arm 63. The rotary wrapping table 61 has a wrapping plate 61a that comes into contact with the bar.
[0100]
The material support part 70 has a jig holding part 73 and three load applying rods 75A, 75B, 75C arranged at equal intervals in front of the jig holding part 73. A jig 80 is fixed to the jig holding portion 73. The jig 80 is provided with three load applying portions each having an oval cross section. At each lower end of the load application rods 75A, 75B, 75C, a load application pin having a head with an oval cross section inserted into each load application part (hole) of the jig 80 is provided. Each load application pin is driven in an up-down direction, a left-right direction (longitudinal direction of the jig 80), and a rotation direction by an actuator (not shown).
[0101]
The jig 80 has a holding part for holding the bar. In the jig 80, the holding portion and the bar are deformed by applying loads in various directions to the three load applying portions. This makes it possible to wrap the air bearing surface 30 of the bar while controlling the MR height and throat height values of the plurality of thin-film magnetic head elements 22 included in the bar to target values.
[0102]
12 is a block diagram showing an example of a circuit configuration of the polishing apparatus shown in FIG. This polishing apparatus monitors nine actuators 91 to 99 for applying loads in three directions to the load application portions of the jig 80 and the resistance values of a plurality of MR elements 5 in the bar to monitor the actuators 91 to 91. 99 and a multiplexer 87 which is connected to a plurality of MR elements 5 in the bar via a connector (not shown) and selectively connects any one of these MR elements 5 to the controller 86. I have.
[0103]
In this polishing apparatus, the control device 86 monitors the resistance values of the plurality of MR elements 5 in the bar via the multiplexer 87, and the MR height and throat height in each thin film magnetic head element 22 in the bar are all allowable errors. The actuators 91 to 99 are controlled so as to fall within the range.
[0104]
Next, a slider manufacturing method according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 13 to 17 are side views of the slider portion 50, respectively. The slider portion 50 includes a substrate portion 23, an insulating portion 24, and a thin film magnetic head element 22.
[0105]
In the slider manufacturing method according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 13, while detecting the resistance values of the MR elements 5 of the plurality of slider portions 50 included in the bar, the MR in the plurality of slider portions 50 is detected. The bar is polished so that the height and the throat height are equal to each other, and a surface 31A including the first portion 31 of the air bearing surface 30 is formed on the slider portion 50. At this point, an air outflow end 42 is formed in the slider portion 50.
[0106]
Next, as shown in FIG. 14, the bar is polished by changing the posture of the bar with respect to the surface plate, and the second portion 32 and the boundary portion 33 of the air bearing surface 30 are moved to the slider portion 50. Form. Further, the surface 31A remaining after the polishing becomes the first portion 31. At this point, the air inflow end 41 is formed in the slider portion 50. At this time, the slider portion 50 has a surface 50a including the surface 30a closest to the recording medium.
[0107]
Next, as shown in FIG. 15, the surface 50a of the slider portion 50 is selectively etched to form a surface 50b including the surface 30b. The surface 50a remaining after this etching becomes the surface 30a. The depth of the surface 50b with respect to the surface 30a is, for example, about 1 μm.
[0108]
Next, as shown in FIG. 16, the surface 50b of the slider portion 50 is selectively etched to form a surface 30c. The surface 50b remaining after this etching becomes the surface 30b. The depth of the surface 30c with respect to the surface 30a is, for example, about 2 to 3 μm.
[0109]
Etching of the surface 50a and the surface 50b of the slider portion 50 is performed by, for example, BCl. 2 , Cl 2 Chlorine gas such as CF, CF Four , SF 6 This is performed by reactive ion etching (RIE) using a gas such as a fluorine-based gas.
[0110]
Next, as shown in FIG. 17, the protective layer 25 is formed so as to cover the surfaces of the substrate portion 23 and the insulating portion 24 facing the respective recording media. For example, alumina or diamond-like carbon is used as the material of the protective layer 25. Moreover, the thickness of the protective layer 25 is about 3-5 nm, for example. Thereafter, a bar is cut between adjacent slider portions 50 to separate the sliders 20.
[0111]
Note that the edge of the air outflow end 42 may be chamfered simultaneously with the formation of the surface 30b or the surface 30c with respect to the slider portion 50.
[0112]
FIG. 18 shows an example of the shape of the slider 20. In this example, the length L0 of the entire substrate portion 23 in the air passage direction is 1.2 mm, the height H0 of the slider body 21 at the air outflow end 42 is 0.3 mm, and the substrate of the first portion 31 is the substrate. The length L1 in the air passage direction of the portion included in the portion 23 is 50 μm, the angle θ formed by the first portion 31 and the second portion 32 is 1 °, and the height difference H1 is 20 μm.
[0113]
When the slider 20 shown in FIG. 18 was attached to a suspension described later and floated on the rotating recording medium 45, the distance between the first portion 31 and the recording medium 45 was about 5.0 nm.
[0114]
Next, a head gimbal assembly and a hard disk device to which the slider 20 according to the present embodiment is attached will be described with reference to FIGS. First, the head gimbal assembly 220 will be described with reference to FIG. In the hard disk device, the slider 20 is disposed so as to face the hard disk 262 that is a disk-shaped recording medium that is rotationally driven. The head gimbal assembly 220 includes a slider 20 and a suspension 221 that elastically supports the slider 20. The suspension 221 includes a leaf spring-shaped load beam 222 formed of, for example, stainless steel, a flexure 223 that is provided at one end of the load beam 222 and is joined to the slider 20 to give the slider 20 an appropriate degree of freedom. And a base plate 224 provided at the other end of the beam 222. The base plate 224 is attached to an arm 230 of an actuator for moving the slider 20 in the track crossing direction x of the hard disk 262. The actuator has an arm 230 and a voice coil motor that drives the arm 230. In the flexure 223, a gimbal portion for keeping the posture of the slider 20 constant is provided at a portion where the slider 20 is attached.
[0115]
The head gimbal assembly 220 is attached to the arm 230 of the actuator. A structure in which the head gimbal assembly 220 is attached to one arm 230 is called a head arm assembly. Further, a head gimbal assembly 220 attached to each arm of a carriage having a plurality of arms is called a head stack assembly.
[0116]
FIG. 19 shows an example of a head arm assembly. In this head arm assembly, a head gimbal assembly 220 is attached to one end of the arm 230. A coil 231 that is a part of the voice coil motor is attached to the other end of the arm 230. A bearing portion 233 attached to a shaft 234 for rotatably supporting the arm 230 is provided at an intermediate portion of the arm 230.
[0117]
Next, an example of a head stack assembly and a hard disk device will be described with reference to FIGS. FIG. 20 is an explanatory view showing a main part of the hard disk device, and FIG. 21 is a plan view of the hard disk device. The head stack assembly 250 has a carriage 251 having a plurality of arms 252. A plurality of head gimbal assemblies 220 are attached to the plurality of arms 252 so as to be arranged in the vertical direction at intervals. A coil 253 that is a part of the voice coil motor is attached to the carriage 251 on the side opposite to the arm 252. The head stack assembly 250 is incorporated in a hard disk device. The hard disk device has a plurality of hard disks 262 attached to a spindle motor 261. For each hard disk 262, two sliders 20 are arranged so as to face each other with the hard disk 262 interposed therebetween. Further, the voice coil motor has permanent magnets 263 arranged at positions facing each other with the coil 253 of the head stack assembly 250 interposed therebetween.
[0118]
The head stack assembly 250 and the actuator excluding the slider 20 support the slider 20 and position it relative to the hard disk 262.
[0119]
In this hard disk device, the slider 20 is moved relative to the hard disk 262 by the actuator so that the slider 20 is positioned with respect to the hard disk 262. The thin film magnetic head included in the slider 20 records information on the hard disk 262 by the recording head, and reproduces information recorded on the hard disk 262 by the reproducing head.
[0120]
Next, with reference to FIG. 22 and FIG. 23, the operation and effect of the slider 20 according to the present embodiment will be described. FIG. 22 is a side view showing the state of the slider 20 when the recording medium 45 is rotating, and FIG. 23 is a side view showing the state of the slider 20 when the recording medium 45 is stationary.
[0121]
As shown in FIG. 22, while the recording medium 45 is rotating, the slider body 21 floats due to the air flow generated by the rotation of the recording medium 45 and moves away from the surface of the recording medium 45. On the other hand, as shown in FIG. 23, the slider body 21 contacts the surface of the recording medium 45 while the recording medium 45 is stationary.
[0122]
As shown in FIG. 22, while the recording medium 45 is rotating, the second portion 32 of the air bearing surface 30 has the recording medium 45 such that the air inflow end 41 is further away from the recording medium 45 than the boundary portion 33. Tilt to the surface. Also, while the recording medium 45 is rotating, the first portion 31 of the air bearing surface 30 is substantially parallel to the surface of the recording medium 45. While the recording medium 45 is rotating, the angle formed between the second portion 32 and the surface of the recording medium 45 is preferably 30 ° or less. When the first portion 31 of the air bearing surface 30 is parallel to the surface of the recording medium 45 while the recording medium 45 is rotating, the second portion 32 and the surface of the recording medium 45 are formed. The angle is equal to the angle θ formed by the first portion 31 and the second portion 32. At this time, the distance FH between the first portion 31 and the surface of the recording medium 45 is about 5 nm. The posture of the slider body 21 when the recording medium 45 is rotated can be controlled by the shape of the unevenness of the air bearing surface 30.
[0123]
When the recording medium 45 transitions from the rotating state to the stationary state, when the slider body 21 starts to contact the surface of the recording medium 45, the boundary portion 33 first contacts the surface of the recording medium 45. Further, when the recording medium 45 shifts from the stationary state to the rotating state, when the slider main body 21 moves away from the surface of the recording medium 45, the boundary portion 33 finally leaves the surface of the recording medium 45. Thus, the boundary part 33 has a function like an airplane wheel.
[0124]
Thus, in the slider 20 according to the present embodiment, the slider body 21 contacts the surface of the recording medium 45 at the boundary portion 33. Therefore, compared with the conventional slider, the contact area between the slider body 21 and the surface of the recording medium 45 becomes very small, and the frictional resistance between the slider body 21 and the surface of the recording medium 45 becomes very small. Therefore, according to the slider 20 according to the present embodiment, it is possible to smoothly start the contact of the slider body 21 with the surface of the recording medium 45 and to separate the slider body 21 from the surface of the recording medium 45. As a result, according to the present embodiment, it is possible to prevent the recording medium 45 and the thin-film magnetic head element 22 from being damaged due to the collision between the slider 20 and the recording medium 45.
[0125]
Furthermore, according to the slider 20 according to the present embodiment, the contact area between the slider main body 21 and the surface of the recording medium 45 when the recording medium 45 is stationary is much smaller than that of the conventional slider. Therefore, the slider 20 and the recording medium 45 can be prevented from being adsorbed.
[0126]
Further, in the slider 20 according to the present embodiment, as shown in FIG. 22, the second portion 32 of the air bearing surface 30 is more at the air inflow end than the boundary portion 33 while the recording medium 45 is rotating. 41 is inclined with respect to the surface of the recording medium 45 so as to be separated from the recording medium 45. As a result, the thin film magnetic head element 22 approaches the surface of the recording medium 45. Therefore, according to the slider 20 according to the present embodiment, while the thin film magnetic head element 22 is disposed near the surface of the recording medium 45 while the recording medium 45 rotates, the second of the air bearing surface 30 is arranged. The portion 32 can be separated from the recording medium 45 compared to the thin film magnetic head element 22. Therefore, according to the present embodiment, the collision between the slider 20 and the recording medium 45 can be prevented while further reducing the magnetic space.
[0127]
Further, when the edge of the air outflow end 42 is chamfered, the collision between the slider 20 and the recording medium 45 can be more reliably prevented.
[0128]
From the above, according to the slider 20 according to the present embodiment, the recording medium 45 and the thin-film magnetic head element 22 are damaged by the collision between the slider 20 and the recording medium 45, and the slider 20 and the recording medium 45 are The magnetic space can be reduced while preventing the adsorption.
[0129]
Further, according to the present embodiment, by reducing the magnetic space, it becomes possible to improve the reproduction output and the half-value width in the reproducing head of the thin film magnetic head element 22, and as a result, the recording density can be improved. . FIG. 24 shows an example of the waveform of the reproduction output in the thin film magnetic head element 22 of the slider 20 according to the present embodiment. In this figure, the symbol PW50 represents the half-value width in the reproduction output. The full width at half maximum PW50 is a time during which the reproduction output is 50% or more of the peak. Further, according to the present embodiment, it is possible to improve the overwrite characteristic and the nonlinear transition shift in the recording head of the thin film magnetic head element 22 by reducing the magnetic space.
[0130]
Thus, according to the present embodiment, the characteristics of both the reproducing head and the recording head of the thin film magnetic head element 22 can be improved. As a result, the hard disk device using the slider 20 according to the present embodiment can be improved. Yield can be improved.
[0131]
In the present embodiment, the air bearing surface 30 of the slider 20 can be easily formed and the crown or camber is formed as compared with the case where the crown or camber is formed on the air bearing surface of the slider. There is no problem in Therefore, according to the present embodiment, the shape of the air bearing surface 30 can be accurately determined and the yield of the slider 20 can be improved as compared to the case where a crown or camber is formed on the air bearing surface of the slider. The manufacturing cost of the slider 20 can be reduced, and further, these are excellent in mass productivity.
[0132]
Further, in the present embodiment, the length L1 in the air passage direction of the portion of the first portion 31 included in the substrate portion 23 is 50% or less of the length L0 in the air passage direction of the entire substrate portion 23. It is preferable. Accordingly, when the recording medium 45 is rotated, the length L1 of the portion of the entire substrate portion 23 that approaches the surface of the recording medium 45 (the portion included in the substrate portion 23 of the first portion 31) is the recording medium. The length is less than the length of the portion (second portion 32) away from the surface 45, and the collision between the slider 20 and the recording medium 45 can be prevented more reliably.
[0133]
In the slider 20 shown in FIG. 1, the first portion 31 of the air bearing surface 30 is parallel to the surface of the slider body 21 opposite to the air bearing surface 30. However, the slider 20 according to the present embodiment may have a shape as shown in FIG. In the slider 20 shown in FIG. 25, the second portion 32 of the air bearing surface 30 is parallel to the surface of the slider body 21 opposite to the air bearing surface 30. The first portion 31 is inclined with respect to the second portion 32 so that the entire shape of the air bearing surface 30 is a convex shape bent at the boundary portion 33. The angle θ formed by the first portion 31 and the second portion 32 is preferably 30 ° or less. Further, the length L2 in the air passage direction (left-right direction in FIG. 25) of the portion of the first portion 31 included in the substrate portion 23 is 50% or less of the length L0 of the entire substrate portion 23 in the air passage direction. Preferably there is. The other configuration of the slider 20 shown in FIG. 25 is the same as that of the slider 20 shown in FIG.
[0134]
Here, in the slider 20 shown in FIG. 25, a virtual plane including the second portion 32 of the air bearing surface 30 and a portion of the first portion 31 included in the substrate portion 23 on the air outflow end 42 side. The distance between the ends is called the height difference and is represented by the symbol H2. This height difference H2 is determined by the lengths L0 and L2 and the angle θ. Below, the example of the relationship between length L2, angle (theta), and height difference H2 when length L0 is 1.2 mm is shown.
[0135]
First, when the length L2 is 10 μm, the height differences H2 when the angle θ is 0.5 °, 1 °, 10 °, and 30 ° are 0.09 μm, 0.18 μm, and 1.76 μm, respectively. 5.77 μm.
[0136]
When the length L2 is 50 μm, the height difference H2 when the angle θ is 0.5 °, 1 °, 10 °, and 30 ° is 0.44 μm, 0.87 μm, and 8.82 μm, respectively. 28.87 μm.
[0137]
When the length L2 is 100 μm, the height difference H2 when the angle θ is 0.5 °, 1 °, 10 °, and 30 ° is 0.87 μm, 1.75 μm, and 17.63 μm, respectively. 57.73 μm.
[0138]
[Second Embodiment]
Next, a slider according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 26 is a perspective view showing an example of the configuration of the slider according to the present embodiment. In the slider 20 according to the present embodiment, the slider body 21 is located at the boundary portion 33 of the air bearing surface 30 while the recording medium 45 is rotating and the recording medium 45 is stationary. 45 is in contact with the surface.
[0139]
As shown in FIG. 26, in the slider 20 according to the present embodiment, the air bearing surface 30 has a plurality of recesses 35 formed in a region including the boundary portion 33. Other configurations of the slider 20 according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment. In the slider 20 according to the present embodiment, the air bearing surface 30 has a recess 35 formed in a region including the boundary portion 33, so that the slider main body 21 and the recording medium 45 are compared with the first embodiment. The contact area with the surface becomes smaller.
[0140]
The slider 20 shown in FIG. 26 has a protective layer 25, and the recess 35 is formed by etching the protective layer 25.
[0141]
FIG. 28 shows the slider 20 according to the present embodiment when the protective layer 25 is not provided. In the slider 20, the concave portion 35 is formed by etching the substrate portion 23.
[0142]
In the method for manufacturing the slider 20 according to the present embodiment, the step of forming the air bearing surface 30 includes the step of forming the recess 35. In the method for manufacturing the slider 20 having the protective layer 25, the step of forming the concave portion 35 is performed after the step of forming the protective layer 25, and the concave portion 35 is formed by etching the protective layer 25. In the manufacturing method of the slider 20 without the protective layer 25, the step of forming the recess 35 is performed after the step of forming the surfaces 30a to 30c, and the recess 35 is formed by etching the substrate portion 23. Other steps of the manufacturing method of the slider 20 according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment.
[0143]
Next, with reference to FIG. 27, the effect | action and effect of the slider 20 which concern on this Embodiment are demonstrated. FIG. 27 is a side view showing the state of the slider 20 when the recording medium 45 is rotating and when the recording medium 45 is stationary. As shown in FIG. 27, in the present embodiment, the slider 20 is configured such that the slider main body 21 is the air bearing surface both when the recording medium 45 is rotating and while the recording medium 45 is stationary. The surface of the recording medium 45 is in contact with the boundary portion 33 of 30. The first portion 31 and the second portion 32 of the air bearing surface 30 are inclined with respect to the surface of the recording medium 45 so that the air outflow end 42 and the air inflow end 41 are separated from the recording medium 45, respectively.
[0144]
While the recording medium 45 is rotating, the distance H4 between the air outflow end 42 of the slider body 21 and the surface of the recording medium 45 is about 5 nm.
[0145]
In the slider 20 according to the present embodiment, the magnetic space can be reduced as compared with the slider 20 according to the first embodiment. In this embodiment, since the slider body 21 is always in contact with the surface of the recording medium 45, the slider body 21 and the recording medium 45 caused by the slider body 21 coming into contact with or away from the surface of the recording medium 45 are used. Can be prevented from occurring.
[0146]
Further, according to the slider 20 according to the present embodiment, the air bearing surface 30 has the concave portion 35 formed in the region including the boundary portion 33, so that the slider main body 21 and the slider body 21 are compared with the first embodiment. The contact area with the surface of the recording medium 45 is reduced, and the frictional resistance between the slider body 21 and the surface of the recording medium 45 can be reduced.
[0147]
According to the slider 20 according to the present embodiment, since the magnetic space can be reduced as compared with the slider 20 according to the first embodiment, the reproduction output in the reproducing head is improved compared to the first embodiment. In addition, the half-value width can be reduced, and the overwrite characteristic and nonlinear transition shift in the recording head can be improved. As a result, the yield of the hard disk device can be further improved.
[0148]
In the slider 20 according to the present embodiment, as in the first embodiment, the air bearing surface 30 has irregularities formed by the surfaces 30a, 30b, 30c having steps. In the present embodiment, the unevenness is used to control the posture of the slider body 21 while the recording medium 45 is rotating.
[0149]
Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0150]
[Third Embodiment]
Next, with reference to FIG. 29 and FIG. 30, a slider according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 29 is a perspective view of the slider according to the present embodiment. The slider 20 according to the present embodiment is such that the slider body 21 contacts the surface of the recording medium 45 while the recording medium 45 is rotating and while the recording medium 45 is stationary.
[0151]
In the slider 20 according to the present embodiment, the first portion 31 of the air bearing surface 30 is formed on the surface of the substrate unit 23 facing the recording medium 45. The surface 34 of the insulating portion 24 facing the recording medium 45 is farther from the recording medium 45 than the portion of the surface of the substrate portion 23 facing the recording medium 45 adjacent to the surface 34, that is, the first portion 31. It is arranged at the position. The surface 34 constitutes a part of the air bearing surface 30. The level difference R1 between the surface 34 and the first portion 31 is about 3 to 4 nm. This step is caused by the difference in hardness between the substrate portion 23 and the insulating portion 24 in the step shown in FIG. 13, that is, the step of forming the surface 31A including the first portion 31 with respect to the slider portion 50. In the present embodiment, the magnetic space is reduced using this step. Other configurations of the slider 20 according to the present embodiment are the same as those of the second embodiment.
[0152]
Next, with reference to FIG. 30, the operation and effect of the slider 20 according to the present embodiment will be described. FIG. 30 is a side view showing the state of the slider 20 when the recording medium 45 is rotating. As shown in FIG. 30, in the slider 20 according to the present embodiment, the first portion 31 and the boundary portion 33 of the air bearing surface 30 are in contact with the surface of the recording medium 45 while the recording medium 45 is rotating. To do. In this state, the distance between the surface 34 of the insulating portion 24 facing the recording medium 45 and the surface of the recording medium 45 is equal to R1 and is about 3 to 4 nm. Therefore, according to this embodiment, the magnetic space can be made extremely small.
[0153]
In addition, in the present embodiment, since the surface 34 of the insulating portion 24 facing the recording medium 45 does not contact the surface of the recording medium 45, the thin film magnetic head element 22 can be used as the recording medium while making the magnetic space extremely small as described above. It does not touch the surface of 45. Therefore, it is possible to prevent the thin film magnetic head element 22 and the recording medium 45 from being damaged due to the thin film magnetic head element 22 coming into contact with the recording medium 45.
[0154]
The posture of the slider 20 while the recording medium 45 is stationary may be the same as the posture shown in FIG. 30, and the slider main body 21 may be the boundary portion 33 of the air bearing surface 30 as in FIG. 27. May be in contact with the surface of the recording medium 45.
[0155]
According to the slider 20 according to the present embodiment, the magnetic space can be reduced as compared with the slider 20 according to each of the first and second embodiments. Therefore, according to the slider 20 according to the present embodiment, it is possible to improve the reproduction output at the reproducing head and reduce the half-value width as compared with the first and second embodiments, and to overwrite characteristics at the recording head. And non-linear transition shift can be improved. As a result, the yield of the hard disk device can be further improved.
[0156]
Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the second embodiment.
[0157]
[Fourth Embodiment]
Next, a slider according to a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. FIG. 31 is a side view showing the state of the slider 20 according to the present embodiment when the recording medium 45 is rotating. FIG. 32 is a perspective view showing an example of the configuration of the slider according to the present embodiment, and FIG. 33 is a perspective view showing another example of the configuration of the slider according to the present embodiment.
[0158]
As in the third embodiment, the slider 20 according to the present embodiment has the slider main body 21 that is the recording medium regardless of whether the recording medium 45 is rotating or the recording medium 45 is stationary. 45 is in contact with the surface.
[0159]
In the slider 20 according to the present embodiment, the air bearing surface 30 does not have irregularities to control the posture of the slider main body 21 while the recording medium 45 is rotating. However, the air bearing surface 30 has a plurality of recesses 35 formed in a region including the boundary portion 33. In the example shown in FIG. 32, the recess 35 is formed up to the air inflow end 41. In the example shown in FIG. 33, the recess 35 is formed only in the vicinity of the boundary portion 33. In the example shown in FIG. 33, the edge of the slider body 21 is chamfered at the peripheral edge of the air bearing surface 30.
[0160]
In the slider 20 according to the present embodiment, the air bearing surface 30 is not formed with irregularities to control the posture of the slider body 21 while the recording medium 45 is rotating. However, in the slider 20 according to the present embodiment, the slider body 21 is in contact with the surface of the recording medium 45 while the recording medium 45 is rotating and while the recording medium 45 is stationary. Therefore, the posture of the slider main body 21 can be kept constant while the recording medium 45 is rotating without the above irregularities. Further, as shown in FIG. 33, by chamfering the edge of the slider main body 21 at the peripheral portion of the air bearing surface 30, the collision between the slider 20 and the recording medium 45 can be prevented more reliably.
[0161]
Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the third embodiment.
[0162]
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various change is possible. For example, the present invention relates to a read-only thin film magnetic head that does not have an inductive electromagnetic conversion element, a recording-only thin film magnetic head that has only an inductive electromagnetic conversion element, and a thin film that performs recording and reproduction by an inductive electromagnetic conversion element It can also be applied to a magnetic head.
[0163]
【The invention's effect】
As explained above, The present invention In the slider for the thin film magnetic head, the medium facing surface of the slider body is formed between the first portion near the air outflow end, the second portion near the air inflow end, and the first portion and the second portion. The second portion is inclined with respect to the first portion so that the shape of the entire medium facing surface becomes a convex shape bent at the boundary portion. In this slider, the shape of the entire medium facing surface becomes a convex shape bent at the boundary portion, and when the slider main body contacts the surface of the recording medium, the boundary portion contacts the surface of the recording medium. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the recording medium and the thin film magnetic head element from being damaged by the collision between the thin film magnetic head slider and the recording medium, and the thin film magnetic head slider and the recording medium from being adsorbed. The magnetic space can be reduced.
[0164]
Also, The present invention Slider for thin film magnetic head In The second portion is inclined with respect to the surface of the recording medium so that the air inflow end is further away from the recording medium than the boundary portion while the recording medium is rotating. It may be a thing. In this case, the thin film magnetic head element approaches the surface of the recording medium. Therefore, according to the present invention, the second portion is separated from the recording medium as compared with the thin film magnetic head element while the thin film magnetic head element is disposed near the surface of the recording medium while the recording medium is rotating. be able to. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the collision between the thin-film magnetic head slider and the recording medium while further reducing the magnetic space.
[0165]
Also, The present invention Slider for thin film magnetic head In The slider body is in contact with the surface of the recording medium while the recording medium is stationary, and is away from the surface of the recording medium while the recording medium is rotating, and the slider body is in contact with the surface of the recording medium. When initiating contact, the boundary first contacts the surface of the recording medium It may be a thing. In this case, The slider body can be smoothly started to contact the surface of the recording medium, and as a result, the recording medium and the thin film magnetic head element can be prevented from being damaged by the collision between the slider and the recording medium. Play.
[0166]
Also, The present invention Slider for thin film magnetic head In The slider body contacts the surface of the recording medium while the recording medium is stationary, and moves away from the surface of the recording medium while the recording medium rotates, and when the slider body moves away from the surface of the recording medium. , Boundary part finally leaves the surface of the recording medium It may be a thing. In this case, The slider body can be smoothly separated from the surface of the recording medium, and as a result, the recording medium and the thin film magnetic head element can be prevented from being damaged due to the collision between the slider and the recording medium. Play.
[0167]
Also, The present invention Slider for thin film magnetic head In Whether the recording medium is rotating or the recording medium is stationary, the slider body contacts the surface of the recording medium at the boundary, and the first part and the second part are air outflows. Inclined with respect to the surface of the recording medium so that the end and the air inflow end are separated from the recording medium It may be a thing. In this case, There is an effect that it is possible to prevent occurrence of a collision between the slider main body and the recording medium due to the slider main body contacting or leaving the surface of the recording medium.
[0168]
Also, The present invention In the thin film magnetic head slider, the medium facing surface has a recess formed in a region including the boundary portion. Therefore, according to the present invention, the contact area between the slider body and the surface of the recording medium can be reduced, and as a result, the frictional resistance between the slider body and the surface of the recording medium can be reduced.
[0169]
Also, The present invention Slider for thin film magnetic head In The slider body includes a substrate portion having a surface facing the recording medium and serving as a base for the thin film magnetic head element, and an insulating portion having a surface facing the recording medium and surrounding the thin film magnetic head element. The facing surface is arranged at a position farther from the recording medium than the portion of the surface of the substrate portion facing the recording medium that is adjacent to the surface of the insulating portion facing the recording medium. May be. In this case, By bringing the portion of the first portion of the medium facing surface included in the substrate portion into contact with the surface of the recording medium, the magnetic space can be made extremely small.
[0170]
Also, The present invention Slider for thin film magnetic head In The length in the air passage direction of the portion included in the substrate portion of the first portion is 50% or less of the length in the air passage direction of the entire substrate portion. There may be. In this case, During the rotation of the recording medium, the length of the portion of the entire substrate portion that approaches the surface of the recording medium is less than the length of the portion that separates from the surface of the recording medium, so that the slider and the recording medium can be more reliably collided. There is an effect that it can be prevented.
[0171]
Also, The present invention In the slider for a thin film magnetic head manufactured by the manufacturing method, the medium facing surface of the slider body includes a first portion close to the air outflow end, a second portion close to the air inflow end, a first portion, The second portion is inclined with respect to the first portion so that the shape of the entire medium facing surface is a convex shape bent at the boundary portion. In this slider, the shape of the entire medium facing surface becomes a convex shape bent at the boundary portion, and when the slider main body contacts the surface of the recording medium, the boundary portion contacts the surface of the recording medium. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the recording medium and the thin film magnetic head element from being damaged by the collision between the thin film magnetic head slider and the recording medium, and the thin film magnetic head slider and the recording medium from being adsorbed. The magnetic space can be reduced.
[0172]
Also, The present invention In the method for manufacturing a slider for a thin film magnetic head, the step of processing the slider material includes a step of forming a recess in a region including the boundary portion on the medium facing surface. Therefore, according to the present invention, the contact area between the slider body and the surface of the recording medium can be reduced, and as a result, the frictional resistance between the slider body and the surface of the recording medium can be reduced.
[0173]
Also, The present invention Manufacturing method of slider for thin film magnetic head In The portion that becomes the slider body includes a substrate portion that has a surface facing the recording medium and serves as a base for the thin film magnetic head element, and an insulating portion that has a surface facing the recording medium and surrounds the thin film magnetic head element. The surface facing the recording medium is arranged at a position farther from the recording medium than the portion of the surface facing the recording medium of the substrate portion adjacent to the surface facing the recording medium of the insulating portion. Also good. In this case, By bringing the portion of the first portion of the medium facing surface included in the substrate portion into contact with the surface of the recording medium, the magnetic space can be made extremely small.
[0174]
Also, The present invention Manufacturing method of slider for thin film magnetic head In The length in the air passage direction of the portion included in the substrate portion of the first portion is 50% or less of the length in the air passage direction of the entire substrate portion. There may be. In this case, During the rotation of the recording medium, the length of the portion of the entire substrate portion that approaches the surface of the recording medium is less than the length of the portion that separates from the surface of the recording medium, so that the slider and the recording medium can be more reliably collided. There is an effect that it can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a slider according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a slider according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step in an example of a method for manufacturing a thin film magnetic head element.
4 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 4;
6 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 5. FIG.
7 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 6; FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of an example of a thin film magnetic head element.
9 is a plan view showing a main part of the thin film magnetic head element shown in FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a perspective view showing an arrangement of slider portions in a wafer used in the slider manufacturing method according to the first embodiment of the invention.
FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of a polishing apparatus for polishing a bar in the first embodiment of the present invention.
12 is a block diagram showing an example of a circuit configuration of the polishing apparatus shown in FIG.
FIG. 13 is a side view showing one step in the slider manufacturing method according to the first embodiment of the invention.
FIG. 14 is a side view for explaining a process following the process in FIG. 13;
FIG. 15 is a side view for explaining a process following the process in FIG. 14;
16 is a side view for explaining a process following the process shown in FIG. 15. FIG.
FIG. 17 is a side view for explaining a process following the process in FIG. 16;
FIG. 18 is a side view showing an example of the shape of the slider according to the first embodiment of the invention.
FIG. 19 is a perspective view showing a head gimbal assembly to which the slider according to the first embodiment of the present invention is attached.
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a main part of the hard disk device in which the slider according to the first embodiment of the invention is used.
FIG. 21 is a plan view of a hard disk drive in which the slider according to the first embodiment of the present invention is used.
FIG. 22 is a side view showing the state of the slider according to the first embodiment of the invention when the recording medium rotates.
FIG. 23 is a side view showing a state of the slider according to the first embodiment of the present invention when the recording medium is stationary.
FIG. 24 is a waveform diagram showing an example of a reproduction output waveform in the thin film magnetic head element of the slider according to the first embodiment of the invention.
FIG. 25 is a side view showing an example of another shape of the slider according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a perspective view showing an example of a configuration of a slider according to a second embodiment of the present invention.
27 is a side view showing the state of the slider shown in FIG. 26 when the recording medium rotates and is stationary.
FIG. 28 is a perspective view showing another example of the configuration of the slider according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a perspective view of a slider according to a third embodiment of the present invention.
30 is a side view showing a state of the slider shown in FIG. 29 when the recording medium is rotated. FIG.
FIG. 31 is a side view showing a state of a slider according to a fourth embodiment of the invention when the recording medium rotates.
FIG. 32 is a perspective view showing an example of the configuration of a slider according to a fourth embodiment of the invention.
FIG. 33 is a perspective view showing another example of the configuration of the slider according to the fourth embodiment of the invention.
FIG. 34 is a cross-sectional view for explaining one step in the conventional method of manufacturing a thin film magnetic head element.
FIG. 35 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 34;
FIG. 36 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 35;
FIG. 37 is a cross-sectional view of a conventional thin film magnetic head element.
FIG. 38 is a plan view of a conventional thin film magnetic head element.
FIG. 39 is a bottom view showing an example of a configuration of an air bearing surface of a conventional slider.
FIG. 40 is a cross-sectional view showing a conventional slider and a recording medium when the recording medium is stationary.
41 is a front view showing a conventional slider as seen from the upper side in FIG. 39. FIG.
FIG. 42 is a cross-sectional view showing a conventional slider and a recording medium immediately after the rotation starts from a state where the recording medium is stopped.
FIG. 43 is a cross-sectional view showing a conventional slider in a state of floating from the surface of a recording medium.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... Insulating layer, 3 ... Lower shield layer, 5 ... MR element, 8 ... Lower magnetic pole layer, 10 ... Thin film coil, 12 ... Recording gap layer, 13 ... Upper magnetic pole layer, 17 ... Overcoat layer, 20 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Slider, 21 ... Slider main body, 22 ... Thin film magnetic head element, 23 ... Substrate part, 24 ... Insulating part, 25 ... Protective layer, 30 ... Air bearing surface, 31 ... 1st part, 32 ... 2nd part, 33 ... boundary portion, 41 ... air inflow end, 42 ... air outflow end.

Claims (28)

回転する記録媒体に対向する媒体対向面と空気流入端と空気流出端とを有するスライダ本体と、
前記スライダ本体における前記空気流出端の近傍であって前記媒体対向面の近傍に配置された薄膜磁気ヘッド素子とを備えた薄膜磁気ヘッド用スライダであって、
前記媒体対向面は、前記空気流出端に近い第1の部分と、前記空気流入端に近い第2の部分と、前記第1の部分と第2の部分との間の境界部分とを有し、媒体対向面全体の形状が前記境界部分において屈曲した凸形状になるように、前記第2の部分は前記第1の部分に対して傾斜し、
前記媒体対向面は、更に、前記境界部分を含む領域において形成された凹部を有し、
前記凹部は前記空気流出端まで達しておらず、且つ、前記媒体対向面における面積比率で前記凹部は凹部以外の場所よりも小さいことを特徴とする薄膜磁気ヘッド用スライダ。
A slider body having a medium facing surface facing the rotating recording medium, an air inflow end, and an air outflow end;
A thin film magnetic head slider comprising: a thin film magnetic head element disposed in the vicinity of the air outflow end of the slider body and in the vicinity of the medium facing surface,
The medium facing surface includes a first portion close to the air outflow end, a second portion close to the air inflow end, and a boundary portion between the first portion and the second portion. The second portion is inclined with respect to the first portion so that the shape of the entire medium facing surface is a convex shape bent at the boundary portion,
It said bearing surface further have a recess formed in a region including the boundary portion,
The slider for a thin film magnetic head , wherein the concave portion does not reach the air outflow end, and the concave portion is smaller than a portion other than the concave portion by an area ratio on the medium facing surface .
前記第2の部分は、前記記録媒体が回転している間、前記境界部分よりも前記空気流入端が記録媒体から離れるように記録媒体の面に対して傾くことを特徴とする請求項1記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  2. The second portion is inclined with respect to the surface of the recording medium so that the air inflow end is farther from the recording medium than the boundary portion while the recording medium is rotating. Slider for thin film magnetic head. 前記記録媒体が回転している間、前記第2の部分と記録媒体の面とのなす角度は30°以下であることを特徴とする請求項2記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  3. The slider for a thin film magnetic head according to claim 2, wherein an angle formed between the second portion and the surface of the recording medium is 30 ° or less while the recording medium is rotating. 前記スライダ本体は、前記記録媒体が静止している間は記録媒体の面に接触し、前記記録媒体が回転している間は記録媒体の面から離れることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  4. The slider main body according to claim 1, wherein the slider body contacts a surface of the recording medium while the recording medium is stationary, and moves away from the surface of the recording medium while the recording medium rotates. Any one of the sliders for thin film magnetic heads. 前記スライダ本体は、前記記録媒体の面に対して接触を開始する時に、前記境界部分が最初に記録媒体の面に接触することを特徴とする請求項4記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  5. The slider for a thin film magnetic head according to claim 4, wherein when the slider body starts to contact the surface of the recording medium, the boundary portion first contacts the surface of the recording medium. 前記スライダ本体は、前記記録媒体の面から離れる時に、前記境界部分が最後に記録媒体の面から離れることを特徴とする請求項4または5記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  6. The slider for a thin film magnetic head according to claim 4, wherein when the slider body is separated from the surface of the recording medium, the boundary portion is finally separated from the surface of the recording medium. 前記媒体対向面は、前記記録媒体の回転時における前記スライダ本体の姿勢を制御するための凹凸を有することを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  7. The slider for a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the medium facing surface has irregularities for controlling the posture of the slider body during rotation of the recording medium. 前記記録媒体が回転している間および前記記録媒体が静止している間のいずれにおいても、前記スライダ本体は前記境界部分において記録媒体の面に接触し、且つ前記第1の部分および第2の部分は、前記空気流出端および空気流入端が記録媒体から離れるように記録媒体の面に対して傾くことを特徴とする請求項1記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  Whether the recording medium is rotating or the recording medium is stationary, the slider body contacts the surface of the recording medium at the boundary portion, and the first portion and the second portion 2. The slider for a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the portion is inclined with respect to the surface of the recording medium such that the air outflow end and the air inflow end are separated from the recording medium. 前記第1の部分と第2の部分とのなす角度は30°以下であることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  9. The slider for a thin film magnetic head according to claim 1, wherein an angle formed between the first portion and the second portion is 30 ° or less. 前記スライダ本体は、前記記録媒体に向く面を有し前記薄膜磁気ヘッド素子の下地となる基板部と、前記記録媒体に向く面を有し前記薄膜磁気ヘッド素子を囲う絶縁部とを含むことを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  The slider body includes a substrate portion having a surface facing the recording medium and serving as a base of the thin film magnetic head element, and an insulating portion having a surface facing the recording medium and surrounding the thin film magnetic head element. 10. A thin film magnetic head slider according to claim 1, wherein the slider is a thin film magnetic head slider. 前記凹部は前記基板部に形成されていることを特徴とする請求項10記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  11. The slider for a thin film magnetic head according to claim 10, wherein the concave portion is formed in the substrate portion. 前記スライダ本体は、更に、前記基板部および絶縁部の各記録媒体に向く面を覆う保護層を含むことを特徴とする請求項10記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  11. The slider for a thin film magnetic head according to claim 10, wherein the slider body further includes a protective layer that covers surfaces of the substrate portion and the insulating portion facing each recording medium. 前記凹部は前記保護層に形成されていることを特徴とする請求項12記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  13. The slider for a thin film magnetic head according to claim 12, wherein the concave portion is formed in the protective layer. 前記保護層は、アルミナまたはダイヤモンドライクカーボンよりなることを特徴とする請求項12または13記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  14. The thin film magnetic head slider according to claim 12, wherein the protective layer is made of alumina or diamond-like carbon. 前記絶縁部の記録媒体に向く面は、前記基板部の記録媒体に向く面のうちの、前記絶縁部の記録媒体に向く面に隣接する部分よりも、記録媒体から離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項10記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  The surface of the insulating portion facing the recording medium is disposed at a position farther from the recording medium than the portion of the surface of the substrate portion facing the recording medium adjacent to the surface of the insulating portion facing the recording medium. The slider for a thin film magnetic head according to claim 10. 前記記録媒体が回転している間および前記記録媒体が静止している間のいずれにおいても、前記スライダ本体は記録媒体の面に接触し、且つ少なくとも記録媒体が回転している間において、前記第1の部分のうち前記基板部に含まれる部分は記録媒体の面に接触することを特徴とする請求項15記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  While the recording medium is rotating and while the recording medium is stationary, the slider body is in contact with the surface of the recording medium and at least while the recording medium is rotating, 16. The slider for a thin film magnetic head according to claim 15, wherein a portion of the one portion included in the substrate portion is in contact with the surface of the recording medium. 前記第1の部分のうち前記基板部に含まれる部分の空気通過方向の長さは、前記基板部全体の空気通過方向の長さの50%以下であることを特徴とする請求項10ないし16のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド用スライダ。  The length in the air passage direction of the portion included in the substrate portion of the first portion is 50% or less of the length in the air passage direction of the entire substrate portion. A slider for a thin film magnetic head according to any one of the above. 回転する記録媒体に対向する媒体対向面と空気流入端と空気流出端とを有するスライダ本体と、前記スライダ本体における前記空気流出端の近傍であって前記媒体対向面の近傍に配置された薄膜磁気ヘッド素子とを備え、前記媒体対向面は、前記空気流出端に近い第1の部分と、前記空気流入端に近い第2の部分と、前記第1の部分と第2の部分との間の境界部分とを有し、媒体対向面全体の形状が前記境界部分において屈曲した凸形状になるように、前記第2の部分は前記第1の部分に対して傾斜し、前記媒体対向面は、更に、前記境界部分を含む領域において形成された凹部を有し、前記凹部は前記空気流出端まで達しておらず、且つ、前記媒体対向面における面積比率で前記凹部は凹部以外の場所よりも小さい薄膜磁気ヘッド用スライダを製造する方法であって、
前記スライダ本体となる部分と前記薄膜磁気ヘッド素子とを含むスライダ用素材を形成する工程と、
前記スライダ用素材に、前記第1の部分、前記第2の部分および前記境界部分を有する前記媒体対向面と前記空気流入端と前記空気流出端とが形成されるように、前記スライダ用素材を加工する工程とを備え、
前記スライダ用素材を加工する工程は、前記媒体対向面における前記境界部分を含む領域に前記凹部を形成する工程を含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法。
A slider body having a medium facing surface facing the rotating recording medium, an air inflow end, and an air outflow end; and a thin film magnet disposed in the vicinity of the air outflow end in the slider body and in the vicinity of the medium facing surface A head element, and the medium facing surface includes a first portion close to the air outflow end, a second portion close to the air inflow end, and the first portion and the second portion. The second portion is inclined with respect to the first portion so that the entire shape of the medium facing surface is bent at the boundary portion, and the medium facing surface is Furthermore, have a recess formed in a region including the boundary portion, the recess does not reach the air outflow end, and the recess in the area ratio of the medium facing surface is smaller than a location other than the recess Slice for thin film magnetic head A method of manufacturing a,
Forming a slider material including a portion to be the slider body and the thin film magnetic head element;
The slider material is formed so that the medium facing surface having the first portion, the second portion, and the boundary portion, the air inflow end, and the air outflow end are formed on the slider material. A process for processing,
The step of processing the slider material includes a step of forming the recess in a region including the boundary portion on the medium facing surface.
前記スライダ用素材を加工する工程は、前記第1の部分を形成するために前記スライダ用素材を研磨する工程と、前記第2の部分を形成するために前記スライダ用素材を研磨する工程とを含むことを特徴とする請求項18記載の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法。  The step of processing the slider material includes a step of polishing the slider material to form the first portion, and a step of polishing the slider material to form the second portion. 19. The method for manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to claim 18, further comprising: 前記スライダ用素材を加工する工程は、前記媒体対向面に、前記記録媒体の回転時における前記スライダ本体の姿勢を制御するための凹凸を形成する工程を含むことを特徴とする請求項18または19記載の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法。  20. The step of processing the slider material includes a step of forming irregularities on the medium facing surface for controlling the posture of the slider body during rotation of the recording medium. The manufacturing method of the slider for thin film magnetic heads of description. 前記第1の部分と第2の部分とのなす角度は30°以下であることを特徴とする請求項18ないし20のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法。  21. The method of manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to claim 18, wherein an angle formed by the first portion and the second portion is 30 degrees or less. 前記スライダ本体となる部分は、前記記録媒体に向く面を有し前記薄膜磁気ヘッド素子の下地となる基板部と、前記記録媒体に向く面を有し前記薄膜磁気ヘッド素子を囲う絶縁部とを含むことを特徴とする請求項18ないし21のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法。  The portion serving as the slider body includes a substrate portion having a surface facing the recording medium and serving as a base for the thin film magnetic head element, and an insulating portion having a surface facing the recording medium and surrounding the thin film magnetic head element. The method for manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to any one of claims 18 to 21, further comprising: 前記凹部を形成する工程は、前記基板部をエッチングすることによって、前記凹部を形成することを特徴とする請求項22記載の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法。  23. The method of manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to claim 22, wherein the step of forming the concave portion forms the concave portion by etching the substrate portion. 前記スライダ用素材を加工する工程は、前記基板部および絶縁部の各記録媒体に向く面を覆う保護層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項22記載の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法。  23. The manufacturing of a slider for a thin film magnetic head according to claim 22, wherein the step of processing the slider material includes a step of forming a protective layer that covers surfaces of the substrate portion and the insulating portion facing each recording medium. Method. 前記凹部を形成する工程は、前記保護層をエッチングすることによって、前記凹部を形成することを特徴とする請求項24記載の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法。  25. The method of manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to claim 24, wherein in the step of forming the recess, the recess is formed by etching the protective layer. 前記保護層は、アルミナまたはダイヤモンドライクカーボンよりなることを特徴とする請求項24または25記載の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法。  26. The method of manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to claim 24, wherein the protective layer is made of alumina or diamond-like carbon. 前記絶縁部の記録媒体に向く面は、前記基板部の記録媒体に向く面のうちの、前記絶縁部の記録媒体に向く面に隣接する部分よりも、記録媒体から離れた位置に配置されることを特徴とする請求項22記載の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法。  The surface of the insulating portion facing the recording medium is arranged at a position farther from the recording medium than the portion of the surface of the substrate portion facing the recording medium that is adjacent to the surface of the insulating portion facing the recording medium. 23. A method of manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to claim 22. 前記第1の部分のうち前記基板部に含まれる部分の空気通過方向の長さは、前記基板部全体の空気通過方向の長さの50%以下であることを特徴とする請求項22ないし27のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド用スライダの製造方法。  28. The length of the portion of the first portion included in the substrate portion in the air passage direction is 50% or less of the length of the entire substrate portion in the air passage direction. A method for manufacturing a slider for a thin film magnetic head according to any one of the above.
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